一种仿生压电应力缓冲层用于基于氧化硅的电极，助力高能量锂电池

高比容量的低价氧化硅（SiOx，0 < x < 2）负极长期面临体积膨胀巨大、容量衰减快以及倍率性能不佳的问题。为攻克这些瓶颈，研究将普通雨蛙（Breviceps adspersus）表皮的抗体积膨胀特性和生电钠离子传输功能融入SiOx电极的应力缓冲层设计理念中。据此，研发出一种机械性能优异的压电（MP）应力缓冲层，其由铁电四方相钛酸钡纳米颗粒和一种新型含氰乙基氨基甲酸酯的甲基丙烯酸酯均聚物（PCM）粘结剂组成。

研究表明，具有优异机械性能的MP应力缓冲层能有效抑制过度的体积膨胀，稳定固体电解质界面，并显著减少电解质分解。同时，在半电池中，MP应力缓冲层有助于加快SiOx电极的脱合金反应动力学，这主要得益于MP应力缓冲层内产生的应力诱导内建电场，有利于提升电池的倍率性能。

结果显示，采用SiOx及SiOx/石墨复合电极的纽扣电池和自制软包电池均实现了前所未有的循环性能和倍率性能。这种应力缓冲层的设计理念为开发基于SiOx负极的高能量锂电池树立了重要里程碑。

服务对象 ：青岛能源所
发表时间： 2025 年 7 月
发表期刊： Advanced Materials
文章链接： https://www.researchgate.net/publication/393872353_A_Bioinspired_Piezoelectric_Stress_Buffer_Layer_for_SiOx-Based_Electrodes_Toward_High-Energy_Lithium_Batteries