浙江農(nóng)林大學(xué)，華中科技大學(xué)和斯坦福大學(xué)的研究小組已經(jīng)開發(fā)出了一種無粘結(jié)劑，柔性和獨(dú)立式電極，其鋰離子電池的硅含量達(dá)到了前所未有的92％。

減輕重量，提高容量和延長使用壽命的鋰離子電池（LIB）的開發(fā)被認(rèn)為是解決諸如下一代移動(dòng)電子設(shè)備和電動(dòng)汽車等應(yīng)用的關(guān)鍵需求的最重要策略。硅（Si）由于其3579 mAh g -1（Li 15 Si 4）的高理論比容量，已成為下一代LIB最有希望的陽極材料，受到了廣泛的關(guān)注。

然而，由于操作中體積的大變化（> 300％）和較差的Si導(dǎo)電性而帶來了挑戰(zhàn)，這大大限制了電極的穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)過程。實(shí)際上，為了保持電極的完整性，工業(yè)上不得不在商用陽極中使用相對少量的Si（質(zhì)量<15％）。如此低的Si含量嚴(yán)重削弱了硅材料在電極水平上的容量優(yōu)勢。

在這項(xiàng)研究中，我們設(shè)計(jì)了一種基于纖維素的拓?fù)湮L動(dòng)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)前所未有的92％的硅含量，而整個(gè)電極都沒有任何粘合劑，并研究了其作為可彎曲，無粘合劑和自立式陽極的用途。

將碳包覆的硅納米顆粒錨固在導(dǎo)電碳納米管上，隨后被限制在纖維素碳輥中，并具有足夠的內(nèi)部空隙以容納硅的體積膨脹。因此，實(shí)現(xiàn)了具有高反應(yīng)性的硅的均勻分散。

該策略提供了一種設(shè)計(jì)高性能電池中活性物質(zhì)含量高的電極的新方法