高性能锂离子电池的碳静电纺丝纳米纤维硅基负极的研究

这篇论文开发了一种双重铠甲策略，通过环保的静电纺丝技术，将硅纳米颗粒先包裹在荔枝状的氧化锌中，再均匀封装进碳纳米纤维里，这种结构巧妙地将硅负极的体积膨胀率从160%降低到了19%，极大提升了电池的寿命。我们都知道硅负极虽然理论容量极高（是石墨的10倍），但它在充放电过程中高达300%的体积膨胀是致命伤，会导致颗粒粉碎和SEI膜反复破裂。目前的碳包覆方案往往结合力较弱，且传统静电纺丝常使用剧毒的DMF溶剂和PAN聚合物。这项研究的亮点在于：第一，它设计了Si@ZnO@CNFs的核-壳-壳结构，利用氧化锌做中间缓冲层；第二，它改用了PVP（聚乙烯吡咯烷酮）和乙醇作为碳源和溶剂，这更符合绿色化学和工业化生产的需求。这为解决硅负极的体积效应提供了一条低成本、环境友好的新思路。

文献信息  原文标题: Homogeneous encapsulation of Si-based anode in carbon electrospinning nanofibers for high-performance lithium-ion batteries 发表日期: 2026年 期刊/来源: Journal of Energy Storage DOI链接: https://doi.org/10.1016/j.est.2025.119733