我国科学家提出时空耦合硫化学新策略

松山湖材料实验室/中国科学院物理研究所研究员黄学杰团队与华中科技大学教授张恒团队合作，提出了一种基于时空耦合硫化学（SSC）的非传统方法，成功解决了高硅含量负极材料界面稳定性这一行业难题。相关成果近日发表于《自然-通讯》。

时空耦合硫化学的设计概念图。a) 硅负极在能源供应方面的历史演变；b) 时空耦合硫化学在硅负极表面的作用机制示意图；c) 三代电池技术的全面比较。研究团队供图

锂离子电池在信息终端、电动汽车和清洁电力等大行业中发挥着重要支撑作用。当前，低空电动飞行器（如电动垂直起降飞行器eVTOL）和人形机器人等新兴产业的快速发展，对电池的能量密度提出了更高要求——需同时具备超过1000 Wh/L的体积能量密度和高于400 Wh/kg的质量比能量。硅基材料被公认为下一代高能量锂离子电池的负极材料，高比容量负极材料已从硅-碳复合材料转向高硅含量（Si > 90 wt%，即Si90+）材料。高镍层状氧化物正极（NCM90）与高容量Si90+负极的组合，被认为是一种突破现有电池技术的有效方案。然而，如何在该类负极材料表面形成稳定且能适应硅体积膨胀的界面层，以保障电池长循环寿命，是行业公认的难题。