《表1 核壳型、蛋黄壳型、类包覆型结构Si/C复合材料的性能》

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《包覆结构Si/C复合负极材料研究进展》

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尽管蛋黄壳结构Si/C复合材料可以显著提高硅基复合材料的循环稳定性，在循环过程中不易发生破裂，形成相对稳定的SEI膜[76-78]，从而有效避免了电解液中有机溶剂过度减少。但由于其固有较大的比表面积和中空区域，导致电极负载质量和体积容量降低，限制了其在LIBs中的应用。为解决这一问题，根据面积质量负载和材料堆积密度，制备了具有蛋黄壳纳米颗粒的微米级结构。蛋黄壳结构材料中大量空隙的存在为硅的体积膨胀提供了足够的空间。另外，在这种结构基础上，崔屹教授团队受石榴果实结构的启发，制备了“石榴”结构的Si/C复合纳米材料（图10）[79]。这样的设计有多个优点:（1）良好限定的内部空隙空间允许硅在不改变二次粒径的情况下膨胀；（2）碳完全封装了整个二次粒子，使大多数SEI形成到外表面而不是单个纳米粒子上，这不仅限制了SEI的量，而且还保留了用于硅膨胀的内部空隙空间；（3）部分解决了使用纳米生料时引入的高表面积和低振实密度的困境。在C/10充放电条件下，该复合材料的可逆容量达到2 800 mAh/g，循环1 000次后容量保持率为74%，具有优异的循环稳定性。并且对于这种炭壳材料，中国科技大学的余彦教授团队提出了“双壳结构”Si/C材料，这种材料在电池测试中表现出了良好的循环稳定性，这种先进的理论有希望应用到其他电极材料中去[80]。