刘俊昊 于坤祥 陆继军，3 王 志，3

(1.中国科学院过程工程研究所，湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，中科院绿色过程与工程重点实验室，北京 100190；2.中国科学院绿色过程制造创新研究院，北京 100190；3.中国科学院大学 化学工程学院，北京 100049)

随着现代社会的不断进步，对3C电子产品、电动汽车与大容量储能设备能量密度的要求越来越高，亟需开发新型高容量电极材料[1-4]。硅(Si)因具备高的理论比容量、合适的嵌脱锂平台及丰富的储量等优点，是新一代高容量锂电池负极的候选材料[5，6]。然而，Si材料作为负极材料存在的问题是其本征电导率较低，且在脱嵌锂过程中会发生巨大体积的膨胀(>300%)，限制了其实际应用。解决这些问题最有效的手段是制备Si/C纳米结构，一方面外层碳结构对改善电子和离子的迁移速率有明显提升作用，另一方面对嵌脱锂反应时Si的体积巨大膨胀有缓冲作用。

核-壳结构[7]和石榴状结构[8]虽可在一定程度上缓冲Si的体积膨胀，改善电子与Li+的电导率，但核-壳接触为点接触，不利于电子与 Li+的快速转移，进而影响材料的倍率性能。XIE等[9]在核-壳结构内部引入Si@C，制备了实心核-壳复合结构，可有效避免核-壳间的切断。此种实心型结构可为颗粒整体提供更有效的电子传输。此外，CUI等[10]制备了一种自支撑Si/C复合薄膜结构，具有优异的导电性和机械稳定性，可缓解充放电过程中的体积变化，内部炭结构可保证复合结构整体良好的导电和连接性。基于此，本文以碳为包覆层合成了球状 Si/carbon gel@void@C复合结构，颗粒内部导电性良好的碳可提升颗粒电接触，并为内部Si核与外层炭壳提供良好的电子传输。此……