本文来自中国科学院国家科学图书馆《科学研究动态监测快报》“先进能源科技专辑”，由国家能源局向本网供稿。请广大网民参考。

现有锂离子电池的阳极一般由石墨制成，理论上硅基阳极的容量是石墨阳极的十倍，然而稳定性是实际应用的一大障碍，而且锂离子移动引起的膨胀和收缩也容易使硅基阳极破裂失效。

美国佐治亚理工学院Gleb Yushin副教授利用高温管式炉对碳黑纳米颗粒进行退火处理，得到枝状结构，再通过化学气相沉积制备出粒径小于30 nm的硅纳米球，并附着在碳枝状结构上。用石墨碳作为导电粘合剂，将硅碳复合物自组装成带有外部开口、内部互连孔道结构的直径在10-30 μm的小球（见左图），即可用作电池阳极材料。硅碳复合物小球的孔道既可以允许锂离子快速进入从而提高充电速度，也可以为硅的膨胀和收缩提供空间而不致使阳极破裂。碳枝状结构以及硅纳米球的大小决定了复合物中孔道的尺寸。改变反应时长及压力，可调整硅球的尺寸。在小型纽扣电池上的测试显示，该新阳极的容量是石墨阳极理论容量的五倍多。

通过自下而上的自组装方法，克服了硅基电池阳极的不足，而且这种操作简便、成本低廉的工艺易于规模放大，并与现有电池制造工艺兼容。相关研究工作发表在Nature Materials。(万勇  摘译)