开发高容量的零应变电极材料是锂离子电池发展的关键。

近日，同济大学杨金虎教授、张弛教授采用空间受限的单原子催化方法制备了零应变SiNDs∈MDN负极材料。

文章要点

1）该策略利用自生成的锌单原子作为催化剂，实现了在MDN的纳米孔中原位生成超小的SiNDs。由SiNDs均匀分散在层状多孔中形成的SiNDs∈MDN赋予了复合材料优异的力学性能、良好的导电性和独特的零应变性能。研究人员通过大量的实验表征和力学模拟证明了该材料的零应变特性。

2）实验结果显示，SiNDsMDN电极在半电池中表现出长循环性能、高容量和出色的倍率性能，在全电池中表现出高能量密度，可与最先进的半锂离子电池相媲美，甚至远远超过商用的全锂离子电池。

本研究报道了一种新的零应变电极材料，并将零应变电极材料的概念从单晶扩展到复合材料，使其容量和能量密度都有了显著的提高。此外，该方法可有效用于制备面向实际能源应用的具有高能量密度和长循环能力的优质Si/C复合负极。

参考文献

Bingjie Chen, et al, Zero-Strain High-Capacity Silicon/Carbon Anode Enabled by a MOF-Derived Space-Confined Single-Atom Catalytic Strategy for Lithium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202200894

https://doi.org/10.1002/adma.202200894