武科大/成都有机所AFM：具有增强反应动力学的类红毛丹SiOC负极

碳氧化硅（SiOC）由于其可调的化学成分、高可逆容量和小的体积膨胀，在锂离子电池中拥有巨大的潜力。然而，由于其导电性差，其商业应用受到限制。

图1. 材料制备示意

武汉科技大学雷文、张海军、中国科学院成都有机化学研究所谢正伟等通过水热处理结合CH₄热解策略，首次制备了平均直径为302nm的红毛丹状垂直石墨烯涂层空心多孔SiOC（Hp-SiOC@VG）球状颗粒。

SiOC的中空多孔结构减轻了Li⁺插入/提取过程中产生的体积膨胀效应，垂直石墨烯增强了电子传输，而CH₄热解产生的碳增加了可逆的SiO₃C和SiO₂C₂结构单元。DFT计算证实，与SiOC₃的对应物相比，SiO₃C和SiO₂C₂结构对Li⁺的吸附能力更高。

图2. Hp-SiOC@VG的电化学性能

因此，这种精心设计的结构赋予了Hp-SiOC@VG优异的电化学性能。特别是，Hp-SiOC@VG电极在1.0 A g^-1的条件下提供了高的初始库仑效率≈75%，经过600次循环，具有335 mAh g^-1的出色可逆容量和良好的倍率能力。

此外，Hp-SiOC@VG//LFP全电池在0.2A g^-1的条件下循环100次后也表现出了较高的可逆容量和保持率。

这项工作不仅克服了传统SiOC材料的制备复杂性，也克服了SiOC掺杂碳材料的改性限制，进一步拓宽了SiOC基材料在储能装置中的实际应用。

图3. 全电池性能

On the Practical Applicability of Rambutan-like SiOC Anode with Enhanced Reaction Kinetics for Lithium-Ion Storage. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202302348

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武科大/成都有机所AFM：具有增强反应动力学的类红毛丹SiOC负极

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