AM: 不锈钢纤维布生长的致密硅纳米线作为锂离子电池负极

由于其高比容量，硅纳米线（Si NWs）是一种很有前途的锂离子电池（LIBs）负极材料。由于低表面积、机械不稳定和导电性差的集流体以及复杂/昂贵的制造路线，无粘结剂的Si NWs无法获得足够的质量负载。

在此，爱尔兰利莫瑞克大学Kevin M. Ryan, Tadhg Kennedy等人报道了在设置在高导电、柔性、阻燃和机械坚固的交织不锈钢纤维布 (SSFC) 的简单玻璃器皿上实现了可调质量负载和致密的Si NW生长。

SSFC的开放结构在循环过程中为Si NW提供足够的缓冲空间，并促进快速的电子/离子传输。SSFC（单个纤维直径：8 µm）集流体促进了Si NW的密集生长，实现了0.24~1.32 mg cm^-2范围内的面积负载的Si NW生长和均匀分布。

图1. Si NWs@SSFC负极的电化学性能

因此，Si NWs@SSFC负极在500次循环中表现出稳定的性能，平均库仑效率超过99.5%，且质量负载为1.32 mg cm^-2的Si NWs@SSFC负极经200次循环后实现了≈2 mAh cm^-2的稳定面积容量。

作者采用扫描和透射电子显微镜对不同质量负载的Si NWs@SSFC负极循环前后的形貌进行了表征，考察了锂循环对负极形貌的影响。这种方法实现了坚固且灵活的无粘结剂的Si NWs@SSFC负极的大规模制备，加速了高能量密度LIB在实际应用中的可行性。

图2. Si NWs@SSFC的机械强度和灵活性

Dense Silicon Nanowire Networks Grown on a Stainless-Steel Fiber Cloth: A Flexible and Robust Anode for Lithium-Ion Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202105917

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