南方科技大学赵天寿院士AEM：超高体积比容量Ge负极构建策略

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【研究背景】 如今，消费电子和电动汽车领域需要在有限的设备空间内尽可能多地提供能量，这就要求锂离子电池（LIBs）的小型化。不幸的是，商用锂离子电池的石墨负极表现出相对较低的理论体积比容量，这导致难以进一步提高锂离子电池的体积能量密度。在保证锂电池小型化的同时，优秀的快速充电和循环性能也同样重要。因此，开发高容量负极，同时保持高倍率性能和长循环寿命尤为重要。锗（Ge）负极因其较高的理论体积比容量（8646 mAh cm -3 ）而在锂离子电池中受到广泛关注。然而，循环过程中体积膨胀过大（~230 %）导致其电化学性能较差。先前报道中采取了构建锗纳米结构、制备纳米级锗和碳的多孔纳米复合材料等策略来解决该问题，但由于宏观尺寸分布小且不理想（1-3 μm），Ge纳米颗粒尺寸大（45-800 nm），以及高含量低密度碳材料（ ………………………………