金属锂（Li）负极对于高比能电池的开发至关重要，但一直受到其循环效率低的困扰。电极架构工程对于维持稳定的负极体积并抑制循环过程中的Li腐蚀至关重要。

有鉴于此，斯坦福大学崔屹教授报道了通过在石墨烯层之间嵌入硅（Si）纳米颗粒，进一步优化了用于锂金属负极的还原石墨烯氧化物“主体”骨架。

文章要点：

1）通过将Si纳米颗粒嵌入石墨烯层之间，可以进一步优化rGO“宿主”框架。研究发现两个关键作用改善了复合负极材料。首先，Si用作金属Li的形核种子，因此即使没有预先存储的Li也可以确保Li沉积在框架中。其次，通过保持复合负极电势相对于Li/Li⁺低于0.4 V，Li_xSi颗粒得以保留在框架内。它们支撑石墨烯层之间的间隙，并使厚度波动可忽略不计。

2）除了进行电极架构设计之外，研究人员还将复合负极与兼容Li的电解质配对，从而在有限的Li源的情况下实现了Li||NMC532全电池稳定循环约380个循环。同时，将电解质与三维复合负极相结合，可以实现更高的循环效率和更好的倍率性能。

简而言之，这项工作突出了多组分工程对锂负极性能的重要性，在锂负极循环性能方面取得了重大进展，并有力推动了商业水平的高比能锂金属电池的开发。

Hansen Wang, et al, Improving Lithium Metal Composite Anodes with Seeding and Pillaring Effects of Silicon Nanoparticles, ACS Nano, 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c00184

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00184