中南大学吴飞翔教授团队EES：冶金耐火材料启发的无机粘结剂实现微米硅颗粒负极的稳定储锂

背景：随着电动汽车市场快速发展，传统石墨负极已无法满足高能量密度锂离子电池需求，硅基负极虽具有十倍于石墨的理论容量，但充放电过程中300%的体积膨胀导致电极结构坍塌问题突出。研究目的：中南大学吴飞翔团队受冶金耐火材料启发，开发无机磷酸二氢铝（AHP）粘结剂，旨在解决微米硅颗粒负极的体积膨胀难题。结论：AHP通过脱水缩合形成共价交联网络，其14 GPa的高杨氏模量有效约束硅颗粒膨胀，与硅表面形成强共价键。实验表明μSi-AHP电极在0.5 A g-1循环200次后容量保持1300.4 mAh g-1，倍率性能显著优于传统粘结剂，全电池循环100次容量保持率达79.6%，且AHP在磷酸铁锂正极中同样展现优异稳定性，为高能量密度电池提供了低成本环保解决方案。