华中科技大学黄云辉、同济大学王超JACS：仅0.3s！解锁SiO负极超快改性新方法，性能、能耗双突破

本文探讨了锂离子电池SiO负极材料的改性方法。背景是SiO负极虽理论容量高（2680 mAh g⁻¹），但存在首次不可逆容量大、导电性差、循环中体积膨胀等问题，传统热处理工艺能耗高且难以协调控制硅纳米域尺寸、结晶度及SiO₂基体非晶态。研究目的是开发一种低能耗、高效的改性策略，同步优化SiO的微观结构以提升电化学性能。结论是华中科技大学黄云辉和同济大学王超团队采用闪速焦耳加热（FJH）技术，仅需0.3秒即可完成SiO的歧化预稳定化，结合LiOH助剂提升传热效率、促进硅结晶，并引入单壁碳纳米管构建导电网络。处理后形成了尺寸约1.5 nm、均匀分布的硅纳米域，且SiO₂保持非晶态。改性后的FJH-SiO@SWCNT负极可逆比容量达1419 mAh g⁻¹，半电池循环150次容量保持率96.6%，全电池循环300次容量保持率88.6%，电极体积膨胀仅21.8%，且能耗比传统工艺低三个数量级。该超快非平衡加热法为高容量、长寿命锂电负极材料设计提供了新路径。