近日，我院研究团队在纳米能源领域顶尖期刊《Nano Energy》(IF=11.55)上发表了题为《Enhanced Electrochemical performance promoted by monolayer graphene and void space in silicon composite anode materials》的文章。该论文的第一作者为该团队丁旭丽副研究员，通讯作者为黄云辉教授，同济大学材料科学与工程学院为论文的第一作者单位。

离子二次电池中负极材料作为储锂的主体，在充放电过程中实现锂离子的嵌入与脱出，对电池的性能有至关重要的影响。目前，商业化的锂离子电池的负极主要采用石墨为负极材料（比容量372 mAh/g）,但是存在比容量低、首次充放电效率低、与电解液发生反应等缺点。因此，今后一段时间内锂离子电池负极材料的研究热点将主要集中开发具有高比容量、高倍率性能、长循环寿命、低成本、高安全的新型可替代石墨的负极材料。硅作为合金基的电极材料在所有的已报道的电极材料中具有最高的比容量（4200 mAh/g），硅元素在地壳中储量丰富（27%）、价格低廉，清洁无污染，有望成为下一代高比能锂离子电池的负极材料之一，但是由于硅较低的电导率（~2x10^-4/米欧姆），极大的体积膨胀效应（400%），持续的新的固体电解质界面的形成（SEI），以及低的首次库仑效率，硅电极材料在充放电过程中会粉化从而从集流体上脱落，使得活性物质之间及活性物质与集流体之间失去电接触，最终导致充放电容量的急剧下降。最近该课题组创新性地利用热熔融-组装金属铜的方法，在纳米硅粒子表面包覆一层铜，然后通过化学气相沉积的方法原位可控的制备了单层及几层的石墨烯包覆的Yolk-Shell式纳米复合结构,利用单层石墨烯高的杨氏模量（1100GP）和优越的导电性，该纳米结构显示出了优异的循环稳定性和高的首次库仑效率。此方法可以实现在纳米硅表面进行纳米石墨烯的可控制备，就像审稿人所说的，是一次真正意义上硅-石墨烯纳米复合材料的突破。同时，该研究为有目的构筑、调控纳米复合结构和研发新型电极材料提供了有益的启示。该文章的发表是我校在纳米能源材料领域研究的重要突破。