硅目前是最有前景的下一代锂离子电池材料，但是由于材料充放电过程种的巨大体积变化、较低的导电性会导致快速的容量衰减，显著影响了电池的性能。有鉴于此，山东大学冯金奎等报道了一种原子均匀分布、空气中稳定、层状结构组装的Si/C(L-Si/C)，该结构材料通过商业购置微米大小的层状CaSi₂合金材料和CO₂合成得到。

通过调控反应条件，材料中Si的内部结构、组成，石墨相碳组分能够被很好的调控。通过这种层状结构，材料的导电性提升、在不破坏碳结构/破坏固体电解质界面的条件中缓解Si材料的体积膨胀。

本文要点：

（1）

这种含有单层Si的材料在3200次电池循环后保持82.85 %容量，而且展示了较高的倍率性能。通过定量化动力学测试实验展示了材料的多模工作机理。

（2）

此外，通过MXene和L-Si/C进行组装，构建了自支撑结构材料。亲锂L-Si/C结构有效的促进了Li均匀的沉积，且缓解体积膨胀过程。通过这种MXene/L-Si/C结构材料，在基于碳酸盐电解质的电池中实现了高达500 h的超长寿命。进而和LiNi_0.5Mn_1.5O₄电极构建了5 V高能量全电池，验证了L-Si/C、MXene/L-Si/C在电池材料中的实用性。

参考文献

Yongling An, Yuan Tian, Yuchan Zhang, Chuanliang Wei, Liwen Tan, Chenghui Zhang, Naxin Cui, Shenglin Xiong, Jinkui Feng*, and Yitai Qian, Two-Dimensional Silicon/Carbon from Commercial Alloy and CO₂ for Lithium Storage and Flexible Ti₃C₂T_x MXene-Based Lithium–Metal Batteries, ACS Nano 2020,

DOI: 10.1021/acsnano.0c08336

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c08336