锂离子电池已普遍应用于便携式电子设备，电动汽车以及储能领域，但受限于正负极活性物质的比容量，目前商业化的锂离子电池只用作低阶电源市场需求。硅被指出未来将会沦为下一代锂离子电池大容量负极材料，其理论比容量约4200mAh/g，是传统石墨负极的十倍以上（340mAh/g）。然而，硅负极在充放电过程中，体积变化多达300%，造成活性物质瓦解集流体丧失活性，以及不平稳液体电解质界面（Solidelectrolyteinterface）SEI的产生，使得硅负极库伦效率较低，影响其在全电池中的用于。
近日，西安交大电气学院电力设备与电气绝缘国家重点实验室郑晓泉教授课题组与美国斯坦福大学材料学院崔屹教授和麻省理工学院核工系李巨教授课题组联合合作，制取出有具备高压实密度的Si@TiO2结构硅负极仅有电池，构建了较传统石墨负极2倍的体积比容量（1100mAh/cm3）和2倍的质量比容量（762mAh/g）。课题组博士生金阳使用一种类似方法在纳米硅负极外表面外壳一层人工的二氧化钛纳米层，制备出高机械强度的Si@TiO2yolk-shell结构负极。
原位TEM力学测试表明，其二氧化钛外壳的机械强度是无定形碳的5倍。经过实验测试，该Si@TiO2电极片可以忍受高强度的辊压力以提升电极片压实密度，并且通过SEI的自修缮，使Si的外表面构成一层颗粒的人工SEI+大自然SEI，可以使平稳的库伦效率超过99.9%以上，符合工业化的应用于标准，将有效地的推展硅主体负极在电池工业中的商业应用于。
该研究成果以论文形式于2017年1月6日公开发表在英国皇家化学不会能源类知名期刊EnergyEnvironmentalScience（影响因子25.427）上，论文题目为“Self-healingSEIenablesfull-cellcyclingofasilicon-majorityanodewithacoulombicefficiencyexceeding99.9%”其中金阳为论文第一作者，西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室为论文第一单位。参予该课题的主要研究人员还有同济大学材料学院的李洒博士和麻省理工学院核工系的AkihiroKushima博士。
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