【會議報(bào)告】高性能微納結(jié)構(gòu)硅碳雜化材料可控構(gòu)筑及界面調(diào)控

硅負(fù)極材料因其高的理論比容量（3579mAh g^-1）、適宜的工作電位（~0.4 V vs. Li⁺/Li）以及豐富的自然儲量，被視為下一代高能量密度鋰離子電池負(fù)極材料的有力競爭者。然而，硅基材料在脫嵌鋰過程中會產(chǎn)生巨大的體積膨脹（~300%），導(dǎo)致電極材料粉化、固體電解質(zhì)界面層（SEI）反復(fù)破裂與生成，嚴(yán)重制約了其實(shí)際應(yīng)用。

納米結(jié)構(gòu)化工程是穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)和提升循環(huán)性能非常有效的技術(shù)手段。然而，納米結(jié)構(gòu)化策略導(dǎo)致顆粒間接觸電阻增大，致使電子/鋰離子傳輸動(dòng)力學(xué)緩慢，難以實(shí)現(xiàn)循環(huán)穩(wěn)定性能、倍率性能和能量密度的協(xié)同提高。基于納米結(jié)構(gòu)化硅材料的碳材料雜化策略，能夠有效提升電極材料的導(dǎo)電性并構(gòu)建高效的電子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，獲得倍率性能的有效提高。然而，如何精準(zhǔn)構(gòu)建硅碳雜化材料中的快離子傳輸通道，以進(jìn)一步提升其倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，仍是當(dāng)前研究面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

針對上述關(guān)鍵科學(xué)問題，研究人員提出了電極材料多尺度協(xié)同構(gòu)筑快離子傳輸通道的策略，從“界面設(shè)計(jì)-孔道調(diào)控”聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)高倍率硅碳材料的設(shè)計(jì)與制備，實(shí)現(xiàn)硅碳負(fù)極材料循環(huán)穩(wěn)定性能、倍率性能的協(xié)同提高。

針對各類負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于2025年6月24-25日在安徽·合肥舉辦第二屆硅基負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨2025CVD硅碳負(fù)極材料前沿技術(shù)論壇。大會旨在為負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推負(fù)極材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。屆時(shí)，來自中國石油大學(xué)（華東）的張興豪副教授將作題為《高性能微納結(jié)構(gòu)硅碳雜化材料可控構(gòu)筑及界面調(diào)控》的報(bào)告。

專家簡介：

張興豪，中國石油大學(xué)（華東）副教授，碩導(dǎo)，山東省青創(chuàng)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，師從國家納米科學(xué)中心（中國科學(xué)院大學(xué)）智林杰研究員。主要從事高比容量快充性能電極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、協(xié)同效應(yīng)、系統(tǒng)工程及應(yīng)用探索。主持國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目，以第一作者/通訊作者在Nat. Commun., ACS Nano, Adv. Funct. Mater., Small, Nanoscale, ACS Appl. Mater. Interfaces等發(fā)表論文10余篇（ESI TOP 1%高引論文1篇，單篇引用次數(shù)過百論文3篇），授權(quán)國家發(fā)明專利5件。任eScience、CleanMat等期刊青年編委。

參考來源：新型碳材料《中國石油大學(xué)（華東）智林杰教授：限域低膨脹多孔硅負(fù)極設(shè)計(jì)制備高性能鋰離子電池》

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