二维硅材料（2DSi）由于独特的结构和性能，已广泛应用于储氢，传感器，电子设备，催化，电化学储能等领域。然而，高质量2DSi的可扩展和高的制造成本仍然是一个很大的挑战。基于此，山东大学冯金奎和中国科学技术大学钱逸泰院士等人设计了一种物理真空蒸馏方法，从块层状钙硅合金中获得高质量的2DSi。用这种方法，将较低沸点的钙金属蒸发掉以构建2DSi，并且可以进一步回收。并深入研究了真空条件对形态，组分和电化学性能的影响。作为锂离子电池的负极，2DSi在5000 mA g^–1下经过3000次循环后可提供835 mAh g^–1的稳定循环容量（每循环0.003025％的容量衰减），还探讨了电化学性能增强机制。此外，通过将2DSi与2D MXene复合构建出二维柔性无粘结剂纸。作为锂金属负极的亲锂材料，2DSi可以有效抑制锂晶体的生长并减少成核势垒，从而实现600次1000小时稳定循环，同时保持高的高库仑效率（1 mA cm^–2时为98％，2 mA cm^–2时为97％）。并研究了锂金属在铜箔和2DSi上的晶体生长差异。这项工作也为绿色，低成本和可扩展的2D材料合成提供途径。

Yongling An, Yuan Tian, Chuanliang Wei, Huiyu Jiang, Baojuan Xi, Shenglin Xiong, Jinkui Feng, Yitai Qian, Scalable and Physical Synthesis of 2D Silicon from Bulk Layered Alloy for Lithium-Ion Batteries and Lithium Metal Batteries, ACS Nano 2019, 13, 12, 13690-13701

DOI: 10.1021/acsnano.9b06653

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06653