SiOx基阳极被认为是高能量密度电池最有希望的候选材料，但长期以来一直受到机械完整性问题的困扰。此前的研究工作集中在颗粒修饰，往往忽略了增强颗粒间的连接，这会降低电极内的活性物质含量。
湖南大学叶崇、谭军、季华实验室张成智等提出了一种两步浇铸热解策略来构建具有较高活性物质含量～95wt.%的集成μ-SiOx阳极。热解过程中，原位生成的有机粘结剂在μ-SiOx颗粒表面和颗粒之间形成一个保形涂层，形成完整、均匀的结构。作者通过系统的物理/化学微区分析和电化学测试，证明了该优化结构的优越性。通过在电极内部建立强大的化学键，即使使用有限的非活性支撑材料，活性层和集流体之间的相互作用也变得更加紧密。
结果表明，即使在μ-SiOx含量为～95wt.%的情况下，组装的锂离子电池仍具有1277 mAh g–1的优异容量，并且在1C（1C=1580 mAh g–1）下进行250次循环后，具有81.82%的长期循环容量保持稳定性。在5C时，可实现～400 mAh g–1的倍率性能，远高于传统电极的～30 mAh g–1。当与LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM-811）阴极以1.1的低N/P比配对时，基于该集成阳极的全电池具有91.33%的高首效、400.05 Wh kg–1的能量密度和～4.0 mAh cm–2的面积容量。
图1 材料制备及表征
图2 电化学性能比较
图3 优化机制探究
An Ultrastable Integrated Anode with ∼95 wt.% SiOx via In Situ Electrode-Scale Conformal Coating. ACS Nano 2025. DOI: 10.1021/acsnano.4c15386