650圈容量稳
采用千克级规模可制备的Si@ZIF复合材料,利用ZIF-8实现均匀且加速的Li⁺传输路径,并构建富含LiF的坚固SEI膜,显著缓解硅负极体积膨胀。
张冬梅 · Ruonan, Yang · 周建华 · Liu, Wenping · Qin, Haiqing · Lei, Xiaoxu · Lu, Anjun · Zuxue, Mo · Miao, Lei · 党锋
Energy Storage Materials 2023
在1 A g⁻¹的电流密度下循环650次后,Si@8Z仍保持818.5 mAh g⁻¹的可逆容量,而纯硅负极200次后容量即衰减至0,ZIF-8壳层有效抑制了硅的体积膨胀并稳定了电极结构。
初始库仑效率达到88.2%,说明ZIF-8壳层引导形成的SEI膜坚固且致密,减少了首圈充放电过程中电解液的不可逆分解和锂的损失,使更多锂离子能够可逆地参与后续循环。
在8 A g⁻¹的高电流密度下仍具有出色的倍率性能,得益于ZIF-8壳层提供的一维通道与Li⁺直径匹配,实现了高速且均匀的锂离子嵌入,能满足快充场景的需求。
采用一锅法从商业硅粉(50–200 nm)出发,在千克级规模下制备Si@ZIF核壳颗粒,工艺简单,无需复杂设备,便于工业化放大,降低了从实验室到产线的门槛。