【背景介紹】

鋰離子電池（LIBs）具有高能量密度、長壽命和環(huán)保性的特點(diǎn)，是目前最具吸引力的儲能裝置之一，被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品的市場。同時(shí)，它們也被認(rèn)為是電動汽車和固定式能源儲存系統(tǒng)的首選電源。然而，目前最先進(jìn)的LIB仍無法滿足高功率電動汽車和大規(guī)模儲能領(lǐng)域不斷增長的需求。因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)商業(yè)化的LIBs采用了基于嵌入反應(yīng)的負(fù)極材料，例如石墨和Li4Ti5O12。這種負(fù)極材料具有突出的循環(huán)壽命但容量有限的特征，而相對低的容量嚴(yán)重限制了鋰離子電池的能量密度。

在為LIBs探尋新興負(fù)極材料中，硅（Si）被認(rèn)為是最有希望替代石墨的候選材料。因?yàn)樗堑貧ぶ械诙S富的元素，并具有超高的理論容量（4200mAhg-1）。然而，在鋰化/脫鋰的過程中Si（——400％）嚴(yán)重的體積膨脹和納米結(jié)構(gòu)Si高昂的生產(chǎn)成本嚴(yán)重阻礙了其進(jìn)一步廣泛的應(yīng)用。最近的研究發(fā)現(xiàn)硅氧化物是有希望的替代單質(zhì)硅，因?yàn)樗哂袠O其豐富的儲備、較低成本且易于合成。同時(shí)，與單質(zhì)Si相比，硅氧化物在循環(huán)過程中顯示出小的體積變化。并且在第一次鋰化過程中原位產(chǎn)生的氧化鋰和硅酸鋰等副產(chǎn)物可以緩沖大的體積變化并改善循環(huán)的穩(wěn)定性。但是，硅氧化物也存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：（I）。硅氧化物固有的低電導(dǎo)率嚴(yán)重降低了其電化學(xué)活性；（II）。仍有不可忽視的體積膨脹問題；（III）。在第一次循環(huán)中Li2O和硅酸鋰的形成是不可逆的，導(dǎo)致硅氧化物的初始庫侖效率（首次庫倫效率）相對較低。

【成果簡介】

近日，武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)教授和周亮教授（共同通訊作者）在Chem.Soc.Rev.上發(fā)表了對以硅氧化物作為鋰離子電池的負(fù)極材料的綜述，題為“Siliconoxides:apromisingfamilyofanodematerialsforlithium-ionbatteries”。針對硅氧化物存在的一些問題，目前已經(jīng)在致力于解決并將基于硅氧化物的負(fù)極材料推向LIBs中的實(shí)際應(yīng)用。實(shí)際上，硅氧化物已經(jīng)與石墨混合（通常含量低于10％）并用于商業(yè)化的LIBs中。然而，目前并沒有專門針對硅氧化物基負(fù)極材料的綜合評述。因此，本綜述總結(jié)了硅氧化物負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)、鋰存儲機(jī)制、合成方法和電化學(xué)性能的最新進(jìn)展。為了系統(tǒng)地呈現(xiàn)該領(lǐng)域的成果進(jìn)展，該綜述進(jìn)行了以下四個(gè)部分：（i）。SiO負(fù)極材料；（ii）。SiO2負(fù)極材料；（iii）。非化學(xué)計(jì)量的SiOx負(fù)極材料；（iv）。Si-O-C負(fù)極材料。在本綜述最后，作者提出了對基于硅氧化物的負(fù)極材料進(jìn)行了總結(jié)和展望。

【圖文解析】

1、SiO基負(fù)極材料

在各種硅氧化物（SiO、SiO2、SiOx和Si-O-C）中，基于SiO的鋰離子電池負(fù)極材料引起了最多的關(guān)注。它是由查爾斯·馬布里于1887年首次報(bào)道的。通過在升高的溫度下加熱SiO2和Si混合物以產(chǎn)生氣態(tài)SiO（SiO2+Si=2SiO），然后冷凝SiO蒸氣來制備商品化的SiO。

1.1、無定形SiO的原子結(jié)構(gòu)

自發(fā)現(xiàn)以來，SiO的原子結(jié)構(gòu)一直是爭議的主題。Philipp提出了一種隨機(jī)鍵合的模型，該模型將SiO描述為均勻的單相材料，具有由隨機(jī)分布的Si-Si和Si-O鍵組成的連續(xù)Si-（OxSi4-x）的網(wǎng)絡(luò)。Brady和Temkin建立了隨機(jī)-混合物模型，其中SiO被描述為納米尺寸的非晶Si和SiO2的混合物。然而，更實(shí)際的模型表明，低氧含量的硅氧化物可能存在于Si和SiO2域之間的界面區(qū)域中。界面邊界層占SiO中原子總數(shù)的20-25％。由于傳統(tǒng)表征技術(shù)的空間分辨率的限制，對SiO的局部原子結(jié)構(gòu)的直接實(shí)驗(yàn)觀察是非常具有挑戰(zhàn)性的。

1.2、SiO的鋰化行為

了解鋰化/脫鋰的機(jī)理對于進(jìn)一步改善SiO的電化學(xué)性能是至關(guān)重要。通常認(rèn)為LixSi是硅酸鋰（Li4SiO4、Li2Si2O5、Li6Si2O7、Li2SiO3）和Li2O在SiO的第一次鋰化過程中形成的。LixSi合金中Li+的脫嵌/嵌入是可逆的。假設(shè)SiO中的所有Si都可以在鋰化過程中轉(zhuǎn)化為Li4.4Si，則SiO的理論可逆容量達(dá)到2680mAhg-1。硅酸鋰和Li2O通常是不可逆相。一方面，它們用作在鋰化/去鋰化過程中抵抗體積變化的緩沖基質(zhì)，從而增強(qiáng)SiO的循環(huán)性能。另一方面，不可逆的硅酸鋰和Li2O的形成降低了SiO的首次庫倫效率。SiO的鋰化產(chǎn)物的組成相對復(fù)雜。已經(jīng)在鋰化的SiO中觀察到各種硅酸鋰，并且它們的表現(xiàn)取決于組成而完全不同。猜測可能的作用過程如下：

1.3、SiO的電化學(xué)性能

由于存在硅酸鋰和Li2O，鋰化/脫鋰過程中SiO的體積變化顯著降低并且循環(huán)穩(wěn)定性增強(qiáng)。但是，完全消除體積效應(yīng)問題依然很困難。根據(jù)已有報(bào)道，在鋰化時(shí)SiO的體積膨脹約為200％。這種劇烈的體積膨脹可能在活性材料中引起應(yīng)力導(dǎo)致活性材料粉碎和分離、電極崩解、高表面副反應(yīng)以及重復(fù)的固體電解質(zhì)界面（SEI）膜形成和破裂。因此，SiO的較大體積變化是其在循環(huán)時(shí)容量衰減的主要原因。此外，SiO還具有低首次庫倫效率和低倍率性能。對于實(shí)際應(yīng)用，仍然存在相當(dāng)大的空間來改善SiO的循環(huán)性、首次庫倫效率和倍率性能。

1.3.1、純SiO負(fù)極材料

利用縮小尺寸、構(gòu)建多孔結(jié)構(gòu)、納米復(fù)合和使用新的粘結(jié)劑等策略用于解決SiO基負(fù)極的體積變化問題。例如，通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)奈⒂^結(jié)構(gòu)和尺寸，純SiO負(fù)極材料仍顯示出良好的鋰儲存性能；構(gòu)建的多孔結(jié)構(gòu)不僅提供用于體積膨脹調(diào)節(jié)的自由空間，而且提供用于Li+擴(kuò)散的有效通道，用于提高SiO的循環(huán)穩(wěn)定性。

1.3.2、SiO/C雜化負(fù)極材料

在各種電化學(xué)性能優(yōu)化策略中，最大限度地研究了用導(dǎo)電碳復(fù)合SiO。已經(jīng)構(gòu)建并測試了各種SiO/C復(fù)合材料。碳不僅減輕了整體的體積變化，而且提高了SiO的導(dǎo)電性，從而提高了循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。與碳涂覆的d-SiO和裸d-SiO對應(yīng)物相比，微米化的NC-d-SiO表現(xiàn)出增強(qiáng)的容量和倍率性能。

1.3.3、SiO/金屬和SiO/金屬氧化物雜化負(fù)極材料

除碳之外，金屬和金屬氧化物也已用于與SiO復(fù)合以改善其鋰儲存性能。例如，在2001年，Tatsumisago報(bào)道了在惰性氣氛中機(jī)械研磨SiO和SnO合成SiO/SnO復(fù)合材料；Jeong等人報(bào)道了采用溶膠-凝膠法制備了具有TiO2涂層的SiO復(fù)合負(fù)極。具有TiO2涂層的SiO具有更高的比容量、首次庫倫效率、更好的倍率性能以及循環(huán)穩(wěn)定性。

1.3.4、優(yōu)化SiO基負(fù)極材料的粘合劑

聚合物粘結(jié)劑也對SiO基負(fù)極的可循環(huán)性有很大影響。SiO的高容量伴隨著200％的大體積膨脹，導(dǎo)致電極材料粉化破裂等問題。合適的粘結(jié)劑可在活性材料，導(dǎo)電碳和集電器之間提供持久的接觸，有效地改善電極完整性。為了高容量負(fù)極材料的循環(huán)性能，需要比傳統(tǒng)電極中使用的更大量的粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，但是這些非活性添加劑不可避免地犧牲了電池的能量密度。而通過在電極中引入犧牲劑或NaCl，可以很好地控制電極的孔隙率并且增加電極的面積容量。

1.3.5、基于SiO的負(fù)極材料的ICE改進(jìn)

初始循環(huán)過程中大的不可逆容量顯著阻礙了SiO在LIBs中的實(shí)際應(yīng)用。它僅需要過量的陰極材料用于初始循環(huán)，犧牲了整個(gè)電池的能量密度。因此，許多研究致力于改進(jìn)其首次庫倫效率。例如，Li和Wen等人制備了由納米晶硅、Li4SiO4和其他富鋰組分（Li2O）組成的復(fù)合負(fù)極材料。得到的Li/SiO衍生復(fù)合材料的第一次放電容量為951mAhg-1，首次庫倫效率為81％。Yoon等人合成了預(yù)鋰化的SiO/C負(fù)極，與原始SiO/C相比，它表現(xiàn)出較低的初始容量損失和較高的首次庫倫效率。

2、SiO2基負(fù)極材料

二氧化硅（SiO2）是地球上最豐富的材料之一。SiO2的無定形和各種結(jié)晶多晶型物在自然界中普遍存在。例如，石英（SiO2的結(jié)晶多晶型物）是沙子的主要成分，而無定形SiO2已廣泛存在于各種生物體中，例如硅藻，稻殼和蘆葦葉。

2.1、SiO2的鋰化行為

在早期研究中，認(rèn)為SiO2對Li是電化學(xué)惰性的。實(shí)際上，它被認(rèn)為是惰性基質(zhì)，緩沖鋰化時(shí)活性組分的體積膨脹。在2001年，周等人發(fā)現(xiàn)市售的SiO2納米顆粒（——7nm）可與Li反應(yīng)，提供——400mAhg-1的比容量。但是Li和SiO2之間的反應(yīng)機(jī)理尚不清楚；關(guān)于反應(yīng)途徑和最終產(chǎn)物仍存在爭議。現(xiàn)在常用理論計(jì)算和原位TEM用于揭示SiO2的鋰化。而通過理論研究表明，在鋰化/去鋰化過程中，SiO2的電導(dǎo)率顯著增強(qiáng)，Li+的擴(kuò)散系數(shù)降低。

2.2、SiO2的電化學(xué)性能

2.2.1、純的SiO2負(fù)極材料

盡管其理論容量高（1965mAhg-1），但是由于Li+擴(kuò)散性緩慢和固有導(dǎo)電性差，SiO2對Li的電化學(xué)活性很小。研究已經(jīng)證明，減小粒徑是縮短Li+擴(kuò)散長度和增強(qiáng)某些電極材料的電化學(xué)活性的有效策略。因此，目前研究主要致力于制備精細(xì)尺寸的SiO2。

2.2.2、SiO2/C雜化負(fù)極材

在硅氧化物材料中，SiO2具有最低的導(dǎo)電性，而碳具有良好的導(dǎo)電性。因此，許多研究都致力于通過與碳的復(fù)合來提高SiO2的導(dǎo)電性并且與碳的耦合還可以緩沖SiO2的體積波動。因此，SiO2/C復(fù)合材料通常表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性。在各種SiO2/C復(fù)合材料中，多孔的特別是介孔的SiO2/C混合物引起了很多關(guān)注。因?yàn)槎嗫捉Y(jié)構(gòu)不僅為鋰化時(shí)鋰的體積膨脹提供了自由空間，而且還能夠快速Li+擴(kuò)散，可以增強(qiáng)循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。

2.2.3、SiO2/金屬雜化負(fù)極材

將SiO2與導(dǎo)電金屬偶聯(lián)也已被證明在提高電導(dǎo)率和增強(qiáng)電化學(xué)活性方面是有效的。例如，Zhou和Mai等人通過還原構(gòu)建了具有分級空心結(jié)構(gòu)的新型SiO2/Ni納米復(fù)合材料。所得的SiO2/Ni納米復(fù)合材料具有以下鋰儲存結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（I）用于體積波動調(diào)節(jié)和應(yīng)變松弛的中空球形結(jié)構(gòu)；（II）用于有效Li+擴(kuò)散的超薄納米片構(gòu)件；（III）用于電子轉(zhuǎn)移增強(qiáng)的超細(xì)Ni納米顆粒裝飾。SiO2/Ni分級空心球在100mAg-1時(shí)經(jīng)過50次循環(huán)后具有672mAhg-1的高比容量，并且在10Ag-1下1000次循環(huán)后顯示出337mAhg-1。

3、基于SiOx的負(fù)極材料

與SiO和SiO2一樣，非化學(xué)計(jì)量的低氧含量的硅氧化物（SiOx）也被認(rèn)為是可以用于下一代LIBs的高容量負(fù)極材料，特別是O含量低于1.0的SiOx負(fù)極材料（富含Si的SiOx）。

3.1、SiOx的鋰化行為

Chou和Hwang等人通過DFT計(jì)算研究了SiO1/3的鋰化行為。發(fā)現(xiàn)SiO1/3主體基體逐漸分解為鋰化的較小碎片。同時(shí)，Si-O-Si單元破裂，O原子傾向于被Li原子包圍。隨著Li含量的增加，Si-Li配位數(shù)在非晶Li4SiO1/3中單調(diào)增加到10左右，而O-Li配位數(shù)在完全鋰化之前大約在6左右飽和。

3.2、SiOx的電化學(xué)性能

3.2.1、純的SiOx負(fù)極材

對裸SiOx基負(fù)極的研究主要集中在研究SiOx中O含量對其電化學(xué)性能的影響。在2002年，楊等人對SiO0.8、SiO和SiO1.1進(jìn)行了對比研究發(fā)現(xiàn)，SiOx中O含量的降低提高了可逆容量和首次庫倫效率，但犧牲了循環(huán)穩(wěn)定性。因此，人們認(rèn)為富含Si的SiOx具有高容量但是具有較差的循環(huán)性能，而富含O的SiOx有利于體積變化調(diào)節(jié)。為了整合這兩種硅氧化物的優(yōu)點(diǎn)，Yan和同事設(shè)計(jì)了一種SiOx/SiOy雙層納米膜負(fù)極。內(nèi)部富含Si的SiOy層（y=0.5）為復(fù)合材料提供了高Li儲存能力；同時(shí)，外部富O的SiOx層（x=1.85）充當(dāng)用于體積變化調(diào)節(jié)的緩沖層。由于智能設(shè)計(jì)，SiOx/SiOy雙層納米膜在100次循環(huán)后提供了比容量為——1300mAhg-1。

3.2.2、SiOx/C雜化負(fù)極材料

與未改性的SiOx相比，SiOx/C復(fù)合材料由于具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和碳的體積變化適應(yīng)能力而表現(xiàn)出更好的循環(huán)性和倍率性能。硅烷的溶膠-凝膠法已被證明是構(gòu)建SiOx/C復(fù)合負(fù)極材料的有效方法。

3.2.3、SiOx/金屬雜化負(fù)極材料

除了SiOx/C復(fù)合材料外，SiOx/金屬混合材料對鋰儲存也很有吸引力。例如，通過CVD制備的NiSix@SiOx異質(zhì)結(jié)構(gòu)的納米線表現(xiàn)出1737mAhg-1的可逆容量（基于SiOx的質(zhì)量）。循環(huán)后容量緩慢下降，100次循環(huán)后保持在800mAhg-1。

4、SiOC基負(fù)極材料

碳氧化硅（SiOC）是指一種含碳硅酸鹽陶瓷，其中O和C原子與非晶格中的Si原子具有共價(jià)鍵。Dahn等人首先證明了SiOC陶瓷的鋰儲存能力。從那時(shí)起，研究人員就已經(jīng)致力于制備基于SiOC的負(fù)極材料。

4.1、SiOC的微觀結(jié)構(gòu)和鋰儲存機(jī)制

4.1.1、SiOC的微觀結(jié)構(gòu)

SiOC是一種高溫陶瓷，具有開放的聚合物狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由非晶SiOC玻璃相和游離碳相組成的。其詳細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)可以用納米域模型來表示。在這樣的模型中，游離碳形成連續(xù)的基質(zhì)，包封SiOC納米域。SiO4四面體位于SiOC納米域的中心，SiOnC4（n=0——4）四面體位于SiOC玻璃和游離碳相的界面。

4.1.2、SiOC的鋰儲存機(jī)制

SiOC的鋰存儲機(jī)制是一個(gè)重要的話題。但是，SiOC的鋰儲存活性的起源仍然是一個(gè)有爭議的問題。Kanamura等人通過使用7LiNMR觀察到三種類型的電化學(xué)活性位點(diǎn)：石墨烯層的間隙空間或邊緣、非晶SiOC玻璃相和微孔。在這三種類型的活性位點(diǎn)中，石墨烯層的間隙空間或邊緣被認(rèn)為是鋰儲存的主要活性位點(diǎn)。

4.2、SiOC的電化學(xué)性能優(yōu)化

4.2.1、純SiOC負(fù)極材料

盡管聚合物衍生的陶瓷SiOC含有游離碳相，但是除非另有說明，否則我們一般認(rèn)為它是原始的SiOC。原始SiOC通常是通過含Si聚合物前體的熱解來合成，例如聚硅氧烷和聚倍半硅氧烷。例如，Dahn的小組報(bào)道了由聚甲基苯基硅氧烷（PMPS）和聚苯基硅氧烷（PPSS）合成SiOC負(fù)極。李等人據(jù)報(bào)道了從商業(yè)富含苯基的硅油前體中簡單且可擴(kuò)展地生產(chǎn)SiOC。除了SiOC粉末樣品之外，還構(gòu)建了用于LIBs的SiOC薄膜。

4.2.2、SiOC/C混合負(fù)極材料

盡管SiOC具有高比容量，但是原始SiOC的鋰儲存性能仍遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。因此，研究者們已經(jīng)致力于構(gòu)建SiOC/C雜化物以進(jìn)一步提高電化學(xué)性能。十多年前，使用膨脹石墨與SiOC偶聯(lián)以提高電導(dǎo)率。最近，CNT、碳納米纖維、石墨烯和碳紙也用于電化學(xué)性能增強(qiáng)。此外，當(dāng)引入這些一維/二維碳材料時(shí)，可以獲得獨(dú)立的柔性SiOC基電極。

4.2.3、SiOC/金屬雜化負(fù)極材料

將金屬引入SiOC以制備SiOC/金屬雜化負(fù)極也被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)電化學(xué)性能進(jìn)一步改善的有效方法。因此，卡斯帕爾等人通過化學(xué)改性RD-684a（SiOC）與乙酸錫（II）在1000℃退火制備SiOC/Sn納米復(fù)合材料。得到的SiOC/Sn在74mAg-1下顯示出562mAhg-1的容量并且20次循環(huán)后幾乎沒有衰減。即使在744mAg-1的高電流密度下，仍然可以檢測到顯著的電化學(xué)活性（133mAhg-1）。

【總結(jié)與展望】

基于硅氧化物（SiO、SiO2、SiOx和SiOC）的材料代表了用于下一代LIBs的有吸引力的高容量的系列負(fù)極材料。然而，目前這些材料主要面臨的以下問題：固有低電導(dǎo)率、鋰化/去鋰的過程中劇烈的體積效應(yīng)和低首次庫倫效率。本文里全面總結(jié)了硅氧化物基負(fù)極材料的微觀結(jié)構(gòu)、鋰儲存機(jī)理、合成和電化學(xué)性能方面的最重要進(jìn)展。特別強(qiáng)調(diào)通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決硅氧化物基負(fù)極材料的問題，但是硅氧化物基負(fù)極材料的研究開發(fā)依就處于起步階段。在大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用之前還有很長的路要走。未來對硅氧化物基負(fù)極材料的研究，作者認(rèn)為它應(yīng)該致力于以下幾個(gè)方面：1、開發(fā)低成本可控的預(yù)鋰化技術(shù)，以改善硅氧化物基負(fù)極材料的首次庫倫效率；2、優(yōu)化硅氧化物的O含量以實(shí)現(xiàn)高比容量，長循環(huán)壽命和低電壓滯后；3、開發(fā)有效且可控的將SiO2轉(zhuǎn)化為SiOx的還原方法；4、更好地理解Li和硅氧化物之間的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理；5、探索適用于高容量硅氧化物基負(fù)極材料的新型粘結(jié)劑和電解質(zhì)添加劑。隨著全球同領(lǐng)域的研究者們的不斷努力，在不久的將來硅氧化物基負(fù)極材料一定會取得重大突破?；诠柩趸锏呢?fù)極材料將在下一代高能量密度LIBs中發(fā)揮越來越重要的作用。

文獻(xiàn)鏈接：Siliconoxides:apromisingfamilyofanodematerialsforlithium-ionbatteries（Chem.Soc.Rev.,2018,DOI:10.1039/c8cs00441b）

通訊作者及其團(tuán)隊(duì)簡介：

周亮博士，武漢理工大學(xué)特聘教授，博士生導(dǎo)師，昆士蘭大學(xué)澳大利亞生物工程與納米技術(shù)研究所榮譽(yù)副教授。2006年獲復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系理學(xué)學(xué)士學(xué)位，2011年獲得復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系理學(xué)博士學(xué)位，師從趙東元院士和余承忠教授。2011年加入南洋理工大學(xué)樓雄文教授課題組從事博士后研究，2012年加入昆士蘭大學(xué)余承忠教授課題組從事博士后研究，2015年3月加入武漢理工大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。主要研究方向?yàn)楣δ芗{米材料的電化學(xué)儲能應(yīng)用，在Nat.Commun.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.,ACSNano.,Adv.EnergyMater.,Adv.Funct.Mater.,Adv.Sci.,NanoEnergy等國際期刊發(fā)表SCI論文90余篇，文章被引用3800余次，H因子為35。

麥立強(qiáng)博士，武漢理工大學(xué)材料學(xué)科首席教授，博士生導(dǎo)師，武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程國際化示范學(xué)院國際事務(wù)院長，教育部長江學(xué)者特聘教授（2016年度），國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)總體專家組成員。2004年在武漢理工大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位，隨后在中國科學(xué)院外籍院士美國佐治亞理工學(xué)院王中林教授課題組、美國科學(xué)院院士哈佛大學(xué)CMLieber教授課題組、美國加州大學(xué)伯克利分校楊培東教授課題組從事博士后、高級研究學(xué)者研究。長期從事納米能源材料與器件研究，已發(fā)表SCI論文290余篇，包括Nature及其子刊11篇，Chem.Rev.1篇，Adv.Mater.14篇，J.Am.Chem.Soc.2篇，Angew.Chem.Int.Ed.2篇，PNAS2篇，NanoLett.25篇，Joule2篇，Chem.1篇，Acc.Chem.Res.1篇，EnergyEnviron.Sci.1篇，以第一或通訊作者在影響因子10.0以上的期刊發(fā)表論文90余篇，2017年被評為英國皇家化學(xué)會中國“高被引學(xué)者”。主持國家杰出青年科學(xué)基金、國家重大科學(xué)研究計(jì)劃課題，國家國際科技合作專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等30余項(xiàng)科研項(xiàng)目。獲中國青年科技獎(jiǎng)、光華工程科技獎(jiǎng)（青年獎(jiǎng)）、湖北省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)、侯德榜化工科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（青年獎(jiǎng)）、EEST2018ResearchExcellenceAwards、NanoscienceResearchLeader獎(jiǎng)、入選國家“百千萬人才工程計(jì)劃”、科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才計(jì)劃，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃，并被授予“有突出貢獻(xiàn)中青年專家”榮譽(yù)稱號，享受國務(wù)院政府特殊津貼?，F(xiàn)任Adv.Mater.客座編輯，EnergyEnviron.Mater.副主編，Acc.Chem.Res.、Joule、ACSEnergyLett.,Adv.Electron.Mater.國際編委，NanoRes.,編委。

團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域工作匯總：

1、H.Liu,D.Guan,Q.Yu,L.Xu,Z.Zhuang,T.Zhu,D.Zhao,L.ZhouandL.Mai,MonodisperseandhomogeneousSiOx/Cmicrospheres:apromisinghigh-capacityanddurableanodematerialforlithium-ionbatteries,EnergyStorageMater.,2018,13,112–118.

2、H.Liu,Y.L.Zhao,R.H.He,W.Luo,J.S.Meng,Q.Yu,D.Y.Zhao,L.ZhouandL.Q.Mai,Yolk@shellSiOx/Cmicrosphereswithsemi-graphiticcarboncoatingontheexteriorandinteriorsurfacesfordurablelithiumstorage,EnergyStorageMater.,2018,DOI:10.1016/j.ensm.2018.10.011.

3、Tang,Y.Liu,C.Xu,J.Zhu,X.Wei,L.Zhou,L.He,W.YangandL.Mai,Ultrafinenickel-Nanoparticle-enabledSiO2hierarchicalhollowspheresforhigh-performancelithiumStorage,Adv.Funct.Mater.,2017,28,1704561.

4、Yu,P.P.Ge,Z.H.Liu,M.Xu,W.Yang,L.Zhou,D.Y.Zhao,L.Q.Mai,UltrafineSiOx/Cnanospheresandtheirpomegranate-Likeassembliesforhigh-performancelithiumstorage,JournalofMaterialsChemistryA,2018,6,14903.

5、J.Tang,J.X.Zhu,X.J.Wei,L.He,K.N.Zhao,C.Xu,L.Zhou,B.Wang,J.Z.Sheng,L.Q.Mai,Coppersilicatenanotubesanchoredonreducedgrapheneoxideforlong-lifelithium-ionbattery,EnergyStorageMaterials,2017,7,152–156.