硅纳米粒子（NP）被认为是一种有前途的高容量阳极材料，因为它们能够防止在（脱）锂过程中体积急剧变化而导致机械故障。然而，在循环过程中，仍然观察到 Si NP 的容量快速衰减，根本机制仍然难以捉摸。

近日，武汉理工大学麦立强教授，Jinsong Wu，Liang Zhou证明了容量快速衰减的主要原因是在致密复合的 Si/SEI（固体电解质界面）混合材料中产生了电子传导性受阻的死硅（电化学惰性）。这是由于电解质相关副反应和伴随的硅纳米颗粒团聚的综合影响。

文章要点

1）研究人员在 Si NP 上构建了紧凑的亚纳米级掺入 SiO_x/C 复合涂层，并在长循环下实现了高度稳定的电化学。 SiO_x/C 涂层具有电子/离子双传输路径和强大的机械灵活性，可实现快速稳定的锂离子/电子向封装硅的双扩散路径。

2）所获得的Si@SiO_x/C复合材料具有快速的反应动力学、稳定的SEI和抗团聚特性，表现出稳定的高容量。

这项工作揭示了硅纳米粒子容量衰减的新视角，并提供了一种有效的封装方法来弥补纳米硅的结构退化和容量衰减。

参考文献

Ruohan Yu, et al, Regulating Lithium Transfer Pathway to Avoid Capacity Fading of Nano Si through Sub-nano  Scale Interfused SiOx/C Coating, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202306504

https://doi.org/10.1002/adma.202306504