Bahnbrechende Siliziumanodenmaterialien: Siebstruktur ermöglicht Hochleistungs-Lithium-Ionen-Batterien

Forscher haben ein neuartiges Silizium-Kohlenstoff-Verbundanodenmaterial (SSC) mit einem zweistufigen chemischen Gasphasenabscheidungsprozess entwickelt. Das SSC-Material weist eine einzigartige Siebstruktur mit subnanometrischen Poreneinlässen auf, die den Elektrolyten effektiv filtert, die Bildung einer organisch reichen SEI unterdrückt und die Bildung einer anorganisch reichen SEI fördert. Diese anorganisch reiche SEI stabilisiert nicht nur die Grenzfläche, sondern bietet auch schnelle Li+-Transportwege. Gleichzeitig begrenzt die kombinierte Wirkung der Siebstruktur und der anorganisch reichen SEI die Volumenexpansion des Si mechanisch, hemmt die Bildung von c-Li15Si4 und verbessert die Zyklenstabilität. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die SSC-Anode eine hohe reversible Kapazität, eine ausgezeichnete Zyklenlebensdauer und eine hohe Ratenleistung aufweist und ein großes Potenzial für Hochenergiedichte-Lithium-Ionen-Batterien bietet.