目前，市场上主流电动汽车的里程数与人们的日常出行需求仍有差距，提高动力电池的能量密度是解决这一问题的关键。国家重点研发计划“新能源汽车”支持的北京大学项目组设计并制备了高比容量的自体积自适应硅/碳负极材料，为开发高比能锂离子电池和进一步提高电动汽车的续航里程奠定了基础。开发高容量负极是开发400Wh/kg锂离子电池的重要前提。硅基负极的理论比容量是现有石墨负极的10倍，是目前负极材料开发的重点。然而，硅基负极在循环过程中体积膨胀显著，导致循环稳定性差，循环库仑效率低，严重制约了高容量硅基负极的实际应用。北京大学项目团队通过原位涂层、蚀刻等方法制备了蛋黄结构的Si/C复合材料。由于活性纳米硅核和碳壳之间保留了缓冲空间，复合材料在充放电过程中表现出体积适应性和良好的结构和界面稳定性。该材料的比容量达到1300mAh/g，3C、500周和5C、1000周后的容量保持率分别高达90%和80%。这项工作为开发能量密度为400Wh/kg的锂离子电池奠定了基础。
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