分层结构设计调节石墨-硅混合电极的电化学-力学稳定性

本文研究了石墨-硅混合电极的电化学-力学稳定性问题，提出了一种分层结构设计以改善其性能。研究背景指出，石墨作为锂离子电池负极材料的比容量已接近极限，而硅的高容量特性使其成为提升电池性能的关键。然而，石墨-硅混合电极的循环稳定性较差，主要由于硅的体积膨胀和应力变化对石墨的影响。研究通过实验和计算揭示了这些问题的机理，并提出了一种分层电极结构设计，该设计通过减少硅与石墨的接触面积，降低了硅体积变化对石墨的影响，从而提高了电极的结构稳定性和电化学性能。实验结果表明，采用分层设计的电极在软包电池中表现出优异的循环稳定性，循环100圈后容量保持率达到94.5%。