硅具有低成本、高比容量等优点，是一种非常有潜力的电极材料，但是较差的导电性和结构稳定性、复杂的制备工艺限制了其在能源领域的广泛应用。具有纳米多孔结构的硅虽然一定程度上缓解了体积膨胀问题，但极化效应以及固体电解质界面膜的生长导致循环性能较差。最近，威斯康星大学密尔沃基分校的牛俊杰教授课题组以铝硅合金为前驱体，通过溶胶-凝胶法和酸刻蚀法制备了具有球笼结构的导电高分子PPy包覆的多孔微米硅材料，PPy包覆层的厚度小于5nm，但有效提高了材料的导电性，球笼结构可以有效缓解体积膨胀问题。电化学性能测试发现，该电极材料的首圈库伦效率为78.2 %，电荷转移电阻仅为50 ohm左右，在高达4.4mg/cm2的高负载量下，其首圈比容量为1941 mAh/g (0.2C)，循环400次之后，其比容量为1660mAh/g，库伦效率高达99.4%，表明该PPy包覆的多孔微米硅材料作为电极具有巨大的商应用潜力。
Yingying Lv, Mingwei Shang, Xi Chen, Parisa Shabani Nezhad, Junjie Niu*. Largely Improved Battery Performance Using a Microsized Silicon Skeleton Caged by Polypyrrole as Anode. c, 2019
DOI: 10.1021/acsnano.9b06301
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06301
