天津大学杨全红、吴士超等AEM：轮毂型硅碳复合结构破解硅负极体积膨胀难题，1C 倍率容量达 1824 mAh\u30FBg\u207B\u00B9！

背景：硅负极因其高理论比容量被视为下一代高能量密度锂离子电池的理想候选材料，但其在循环过程中巨大的体积膨胀会导致结构破坏和性能衰退。研究目的：为解决硅负极的体积膨胀难题，天津大学杨全红、吴士超等团队旨在开发一种兼具优异应力耐受性与电化学性能的硅基负极材料。结论：研究团队成功设计并制备了一种具有轮毂型结构的硅碳复合材料（WH-Si@C）。该结构通过在硅核表层构筑封闭介孔作为体积膨胀缓冲池，并将持久的硅/碳平面接触作为支撑骨架，有效缓解了内外应力，促进了稳定富无机相SEI膜的形成，从而显著提升了材料的机械稳定性和锂离子传输动力学。该负极在1C倍率下可逆容量达1824 mAh·g⁻¹，在0.2C倍率下循环600圈后容量保持852 mAh·g⁻¹，展现出卓越的高倍率性能和长循环稳定性，为高性能硅基负极的开发提供了新策略。