將硅顆粒封裝在導電層中，已被證明是在循環(huán)過程中保持高容量硅的有效途徑。在這里，通過硅-聚四氟乙烯(PTFE)高能材料的核-殼結(jié)構(gòu)設計，本文展示了一種大型自上而下的方法，以微米大小的PTFE和Si粒子作為低成本的初始材料，直接獲得包覆Si納米顆粒的石墨烯納米薄片(GrSiNPs)。在爆燃過程中，PTFE與Si之間放熱反應產(chǎn)生的高溫高壓導致Si核碎裂成納米顆粒，在此過程中，Si納米顆粒與石墨烯納米薄片形成了相應的涂層。在400 mA g−1的電流密度下重復循環(huán)6個月，在800次循環(huán)后，GrSiNPs表現(xiàn)出1613 mAh g−1的高比容量，平均庫侖效率為101±2%。本研究為高性能鋰離子電池用核殼結(jié)構(gòu)石墨烯-Si納米復合材料的大規(guī)模生產(chǎn)提供了一條有前景的途徑。 Fig. 1.石墨烯納米片封裝Si納米顆粒的制備工藝。a，i-ii：PTFE-MPs在乙醇溶液中分散成納米厚度的PTFE-NPs；iii-iv：PTFE-NPs包覆SiMPs形成PTFE-Si EMs；b，通過PTFE和Si之間的放熱反應直接生產(chǎn)GrSiNPs，自由絞合GNs和氣態(tài)SiF4。
相關研究成果于2019年由北京理工大學材料科學與工程學院Chuan He課題組，發(fā)表在Nano Energy(https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104028)上。原文：Ultrafast synthesis of graphene nanosheets encapsulated Si nanoparticles via deflagration of energetic materials for lithium-ion batteries 。
