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)表進展報告“ChallengesandrecentprogressinthedevelopmentofSianodesforlithium-ionbattery”(DOI:10.1002/aenm.201700715)，對于近年來備受關(guān)注的鋰離子電池硅負極進行了總結(jié)與展望。

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

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

　　現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院16級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)院魯振達教授和朱斌博士給予該工作很大幫助。該工作得到了國家重點基礎(chǔ)研究計劃青年項目，國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體及面上項目，中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項基金，江蘇省優(yōu)勢學(xué)科等項目的支持。

　　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?wù)隆薄⒔K省首批“青年雙創(chuàng)英才”、杜邦“青年教授獎”等榮譽，研究方向為納米材料合成和表征、納米光子學(xué)、納米熱傳輸能源轉(zhuǎn)化與存儲（光伏、熱電以及鋰電池）。