微米硅（μ-Si，>1μm）因其低成本、高振实密度和高比容量而成为锂离子电池的理想负极之一。然而，在反复的锂化/脱锂过程中，μ-Si会发生巨大的体积变化。由于严重的颗粒粉碎、导电网络的分离以及不稳定的固体电解质界面（SEI）的不受控制的生长，这导致循环过程中容量持续损失。

在此，季华实验室Jun Tan, Chengzhi Zhang提出了通过浆料铸造μ-Si电极碳化的电极构造策略。有机粘合剂既充当碳源又充当物理框架，其被碳化以形成与μ-Si颗粒化学键合并在电极内的碳粘合剂。

文章要点

1）具有碳粘合剂的电极确保了稳定的电通道，并促进界面处形成稳定且钝化的SEI，μ-Si含量高达82 wt%。

2）碳粘合剂提供物理缓冲，防止局部应变并改变表面反应性，从而实现高初始库仑效率（91.85%）和商业级面积容量（2 mAh cm⁻²）下稳定的循环性能。

这项工作为当前电池行业提供了一种易于扩展且实用的方法，无需任何电解质修改或复杂的制造方法。

参考文献

Fei Wang, et al, Carbon-Binder Design for Robust Electrode–Electrolyte Interfaces to Enable High-Performance Microsized-Silicon Anode for Batteries, Adv. Energy Mater. 2023, 2301456

DOI: 10.1002/aenm.202301456

https://doi.org/10.1002/aenm.202301456