硅阳极理论上具有超高的容量（≈4200 mAh g⁻¹），但是在Li-离子插入、脱嵌过程中具有较高的体积变化，并可能导致Si纳米颗粒的机械断裂，同时会导致固体-电解液界面（SEI）的生长，并导致Si电极容量的快速衰减。有鉴于此，福州大学赖跃坤、澳门大学湯育欣、南洋理工大学陈晓东等报道了构建碳包覆Si（C@Si）和TiO₂纳米棒网络材料的复合结构，通过消除机械应力、稳定SEI界面的方法稳定了Si电极。

本文要点：

（1）

通过这种局域位点结构的设计，碳包覆Si纳米粒子/TiO₂纳米棒复合材料复合电极展现了非常理想的电极厚度膨胀（首次循环过程中的厚度变化低于1 %，在1600次循环充放电后电极膨胀厚度为6.6 %）。相比而言，传统的C@Si/碳纳米棒材料组成的电极首次充放电的膨胀达到16.7 %，并且在1600次循环后膨胀达到≈190%。

（2）

同时，这种C@Si/TiNT电极在0.1 A g^-1中容量达到1510 mAh g^-1，同时在1600次长时间循环后保持了95 %的容量。这种局域机械加固设计方法有效的改善了Si电极的结构稳定性，为其他具有体积膨胀作用的合金型电极材料的缺陷提供强有力的解决方案。

参考文献

Mingzheng Ge, Yuxin Tang*, Oleksandr I. Malyi, Yanyan Zhang, Zhiqiang Zhu, Zhisheng Lv, Xiang Ge, Huarong Xia, Jianying Huang, Yuekun Lai*, Xiaodong Chen*

Mechanically Reinforced Localized Structure Design to Stabilize Solid–Electrolyte Interface of the Composited Electrode of Si Nanoparticles and TiO₂ Nanotubes, Small 2020

DOI：10.1002/smll.202002094

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202002094