天津大学材料电化学与表界面工程团队：Al2O3层助力Si/C材料界面工程设计用作高容量锂离子电池负极材料

本文研究了硅基负极材料在锂离子电池中的应用，通过将硬碳负载的硅纳米颗粒用软碳和Al2O3层包裹，制备出HC@Si@SC@A样品。研究背景是硅基负极材料因其高理论容量被视为替代石墨的可行选择，但存在振实密度低和面积容量差的问题。研究目的是通过界面工程设计，提高硅基负极材料的电化学性能。实验结果表明，Al2O3层的存在形成了一层薄而富含无机成分的固体电解质界面(SEI)，显著提高了电极的循环稳定性。HC@Si@SC@A负极在0.2 A g‒1时可提供14.5 mAh cm‒2的高放电容量，与NCM811正极材料组成的全电池也表现出优异的性能。结论是该策略为设计用于商业应用的先进Si/C负极提供了一种经济有效的方法。