马里兰大学研发出一种新型珠串式硅负极

从生物材料到关节置换和电子封装的异质结构中，界面不稳定是一个基本问题。这种挑战尤其对于以硅负极为离子存储材料的锂离子蓄电池特别有趣，其超高容量伴随着巨大的机械应力，而这种应力会影响界面另一侧集流体处硅的分层。研究员描述了一种硅珠碳纳米管（CNT）串，其界面由化学官能作用控制。形成独立的无定形硅珠，沿着具有机械鲁棒性和导电性的CNT串连起来。原位透射电镜再结合原子连续建模揭示了化学定制Si—C界面对约束硅珠具有重要作用，这样就展现出一个环绕CNT串的对称“径向呼吸”，使整个锂化脱锂的过程中保持无断裂地电连接。在控制纳米结构界面以有效适应如锂电池等苛刻的环境方面，这些成果提供了基本见解。