1月9日，低碳院在煤基电池材料储锂性能提升领域取得重要进展。团队通过创新的“模板诱导-协同构筑”策略，依托煤直接液化沥青的高残碳及易石墨化的特性，研发出了氧化亚硅/硅酸盐/石墨烯/无定形碳的高容量电池材料，该材料不仅大幅提升储锂性能，更一举攻克硅基材料容量衰减快、导电性差的行业技术瓶颈。相关成果发表在能源材料领域国际权威期刊《Journal of Power Sources》。

▲研究成果发表在能源材料领域期刊《Journal of Power Sources》

本研究针对硅基负极体积膨胀大、首效低和导电性差等问题。提出采用煤直接液化沥青与石墨烯协同构筑“碳-碳网络”的解决方案。通过在氧化亚硅的表面上原位生成高活性二硅酸锂相，并结合“碳-碳网络”高导电性与结构韧性特点，实现活性层预补锂以提升首次库仑效率，同时“碳-碳网络”起到了“弹性铠甲”作用，有效缓冲氧化亚硅充放电过程中的体积膨胀，抑制电极粉化。最终电极厚度膨胀率从109%显著降至41%，循环稳定性提升近9倍，充电速度提升了3倍。

该研究提出了一种全新且具备规模化制备潜力的高容量煤基硅负极材料设计路径，为新能源汽车、高端电子设备及大规模储能等领域开发高能量密度、长寿命锂离子电池提供了关键材料基础。机理研究进一步揭示了多组分间的协同增强机制，为未来电池材料的理性设计提供了重要参考。

郝胐 第一作者 

低碳院先进材料研究中心高级工程师，从事高性能电化学储能材料的基础研究与应用开发。在先进锂电导电材料领域，实现了电石墨烯/碳纳米管复合导电浆料从实验室研发到产业化落地的跨越，相关产品已获行业客户认可。在高比容量负极材料方向，聚焦硅碳负极体系的前沿探索，致力于通过制备方法创新与新颖结构设计提升其综合性能。累计申请发明专利22项，其中已授权11项，发表学术论文10篇。