宁夏大学王海龙Small：具有优异电化学性能的碳纱球缠绕SiO2负极材料

各种纳米SiO₂及其复合材料作为锂离子电池的负极已表现出优异的电化学性能。然而，无论是电池生产还是实际应用，都需要将纳米SiO₂集成到微米大小的二次粒子中，同时保持其优异的稳定性和导电性，这仍然是一个巨大的挑战。

宁夏大学王海龙等报道了一种独特的碳纱球缠结SiO₂(SiO₂@CYB)结构，将纳米SiO₂缠结在一起以构建微米级的二级粒子，从而赋予了更理想的微米级高振实密度(1.15 g cm^-3)，这使其成为未来电池技术的出色候选者。

图1 碳纱球结构SiO₂@CYB的合成过程

柠檬酸和乙二醇之间的缩聚反应产生了长碳链，这些碳链成为缠绕在SiO₂纳米颗粒周围的碳线，构成了纱球结构的基本单元。缠结的碳线为SiO₂创造了一个电子传导高速公路网络，纱线球结构提供了一个弹性的3D矩阵，可以有效地缓冲锂离子嵌入/脱嵌过程中SiO₂的各向异性体积变化。

图2 材料的形貌表征

因此，在0.1 A g^-1下，碳纱球缠结的SiO₂可提供1297 mAh g^-1的放电容量和82 mAh g^-1的不可逆容量。缠结的碳纱球在高倍率循环（1 A g^-1）期间牢固地保持其结构完整性，从而产生大的可逆容量（709 mAh g^-1，500次循环后保持90.7％）、优异的库仑效率（ >99.9%)，以及出色的结构稳定性。

图3 对锂的电化学性能

Carbon Yarn-Ball-Entangled SiO2 Anode with Excellent Electrochemical Performance for Lithium-Ion Batteries. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202103878

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宁夏大学王海龙Small：具有优异电化学性能的碳纱球缠绕SiO2负极材料

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