開發高容量的零應變電極材料對于鋰離子電池(LIBs)至關重要。
同濟大學楊金虎等報告了一種通過新型金屬有機框架（MOF）衍生的單原子催化策略，來構建的具有獨特零應變特性和高鋰存儲容量的Si/C復合材料。
所得Si/C復合材料(Si NDs?MDN)由嵌入MOF衍生納米反應器(MDN)中的超小硅納米點(ND，直徑約3 nm)組成。作為LIBs負極它具有一系列優勢：
1)零應變特性和高結構穩定性，具有優異機械穩定性的多孔MDN將超小Si NDs包裹在納米孔中，可以有效地適應Si NDs的體積膨脹/收縮，幾乎消除了鋰化/脫鋰過程中Si/C復合材料的體積變化；
2)高容量，復合材料中具有高比表面積和高Si負載量（30.60 wt%）的超小Si NDs賦予了高鋰存儲容量；3)出色的倍率性能，MDN 內相互連接的納米孔為鋰離子的快速擴散提供了連續的通道，有利于鋰的快速儲存。
因此，大量的實驗表征和機械模擬證明了其零應變特性。得益于上述優勢，Si NDs?MDN在半電池中表現出優異的循環穩定性和高可逆容量（0.1 A g-1下100次循環后為1327 mAh g-1），在全電池中顯示出高能量密度（300次循環后為366 Wh kg-1），可與最先進的半鋰離子電池相媲美或遠遠超過商業全電池。
這項工作為具有長循環壽命的高能鋰離子電池提供了一種很有前景的新型硅基負極材料，可用于實際能源應用。
Zero-Strain High-Capacity Silicon/Carbon Anode Enabled by a MOF-Derived Space-Confined Single-Atom Catalytic Strategy for Lithium-Ion Batteries. Advanced Materials 2022. DOI: 10.1002/adma.202200894
原創文章，作者：v-suan，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/14/7be8732833/
