新研究揭示：腐植酸在鋰離子電池中的獨特應用價值與戰略優勢
氧化硅（SiO）作為鋰離子電池負極材料，具有較高的理論容量（2680mAh/g），但存在電導率低（≈6.7×10-4 S/cm）且體積膨脹顯著（≈200%）的固有缺陷。近日，新疆大學化學學院化學與碳基能源利用國家重點實驗室Tianran Hu等研究人員，聯合上海陶瓷新材料股份有限公司和新疆精碩新材料股份有限公司的科研力量，創新設計了一種獨特的腐植酸衍生碳殼包覆復合材料（SiO@HAC），證實腐植酸衍生碳層可有效抑制SiO的體積膨脹，且SiO@HAC在0.5A/g電流密度下表現出優異的容量保持率和循環穩定性。該研究結果以《生物分子衍生的共形碳包覆工程制備超穩定鋰離子電池氧化硅負極》（Biomolecular-derived conformal carbon coating engineering ultrastable silicon oxide anodes for lithium-ion batteries）為題，發表于《化學工程雜志》（Chemical Engineering Journal），詳細內容點擊文末“閱讀原文”查看。
研究團隊提出生物分子衍生碳包覆策略：利用腐植酸（HA）中豐富的羧基（-COOH）和酚羥基（phenolic-OH），與SiO顆粒形成強共價鍵，構建碳系導電網絡。該網絡通過機械約束作用，既能抑制SiO體積膨脹，又能增強電子傳輸路徑。同時，腐植酸衍生碳殼通過原位還原反應，促進富氟化鋰（LiF）的固態電解質界面（SEI）膜形成，有效減少電極與電解質間的界面副反應，進一步提升材料穩定性。主要研究結果如下：
1. 復合材料性能優異。SiO@HAC復合材料初始庫倫效率（ICE）高達83%，循環穩定性突出（在500mA/g下循環600次后容量保持860mAh/g），且具備卓越的倍率性能，適配不同充放電需求。。
2. 全電池應用表現良好。與NCM811正極配對時，全電池在100mA/g下可實現141mAh/g的可逆容量，200次循環后容量保持率為82%。
3. 戰略價值凸顯。該研究證實，腐植酸衍生碳殼為高負載硅基負極的性能突破提供了關鍵解決方案，為其向鋰離子電池（LIBs）實際生產應用轉化奠定基礎，充分彰顯腐植酸在新能源材料領域的獨特應用價值與戰略優勢。
