南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院朱嘉教授課題組應(yīng)邀在AdvancedEnergyMaterials上發(fā)表進(jìn)展報(bào)告“ChallengesandrecentprogressinthedevelopmentofSianodesforlithium-ionbattery”(DOI:10.1002/aenm.201700715)，對(duì)于近年來(lái)備受關(guān)注的鋰離子電池硅負(fù)極進(jìn)行了總結(jié)與展望。

　　隨著電子便攜設(shè)備及電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展需求，研究并開(kāi)發(fā)高性能的鋰離子電池尤為關(guān)鍵。鋰離子電池硅負(fù)極被認(rèn)為是下一代最理想的負(fù)極材料之一，由于其巨大的儲(chǔ)量和超高的理論比容量（4200mAh/g，相當(dāng)于現(xiàn)在商業(yè)化石墨負(fù)極的十倍），成為了科技界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

　　該進(jìn)展報(bào)告首先介紹了硅負(fù)極的基本問(wèn)題和解決方案，然后著重總結(jié)了硅負(fù)極應(yīng)對(duì)商業(yè)化還需要解決的難題以及近年來(lái)的進(jìn)展，主要包括首圈庫(kù)倫效率，振實(shí)密度和材料成本三個(gè)方面，最后在全電池性能和能量密度方面對(duì)將來(lái)的工作進(jìn)行了展望。納米結(jié)構(gòu)的硅負(fù)極解決了硅嵌鋰時(shí)體積膨脹而引發(fā)的材料粉碎和不穩(wěn)定的SEI的問(wèn)題，提高了電化學(xué)循環(huán)性能。但是納米結(jié)構(gòu)的高比表面積導(dǎo)致首圈庫(kù)倫效率低，振實(shí)密度和面積比容量低，同時(shí)納米結(jié)構(gòu)的制備工藝復(fù)雜，成本高，這些因素嚴(yán)重影響了硅負(fù)極的商業(yè)化。該文從二次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)嵌鋰和電解液添加劑三個(gè)方面總結(jié)了首圈庫(kù)倫效率方面的進(jìn)展，從微米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)電粘結(jié)劑方面總結(jié)了振實(shí)密度以及面積比容量的提高，從低純度硅和自然界硅源來(lái)降低材料成本。最后在全電池性能和能量密度方面對(duì)將來(lái)的工作進(jìn)行了展望。

　　現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院16級(jí)博士金艷為該文第一作者，南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院朱嘉教授和佐治亞理工(GeorgiaInstituteofTechnology)的NianLiu教授為本文通訊作者，現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院魯振達(dá)教授和朱斌博士給予該工作很大幫助。該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃青年項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體及面上項(xiàng)目，中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)基金，江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科等項(xiàng)目的支持。

　　朱嘉，九三學(xué)社成員，中組部青年入選者，南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院教授，曾獲“江蘇青年五四獎(jiǎng)?wù)隆?、江蘇省首批“青年雙創(chuàng)英才”、杜邦“青年教授獎(jiǎng)”等榮譽(yù)，研究方向?yàn)榧{米材料合成和表征、納米光子學(xué)、納米熱傳輸能源轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)（光伏、熱電以及鋰電池）。