世宗大学研究团队近日开发出一种独立式硅负极，旨在解决硅在充放电过程中因体积剧烈变化而开裂的问题。相关成果发表于《先进纤维材料》期刊。

研究团队设计了一种以碳纳米纤维为结构支架与导电骨架的独立式硅负极。通过水解-缩合反应，硅沿碳纳米纤维网络形成共形Si/SiOx界面。显微镜分析显示含硅层在纤维芯周围形成薄而连续的壳层，保持纤维间连接与离子传输通道。电化学测试中，该独立式硅负极在0.1安每克电流密度下提供727.1毫安时每克比容量，在1安每克高倍率下循环2000次后容量保持率79.8%。与NCM622正极匹配的全电池循环300次后容量保持率91.6%，电荷转移电阻随循环降低。

杨铉宇教授表示：“碳纳米纤维不仅被用作支撑物，而且还被用作独立式硅阳极的结构和导电骨架。”金善宰教授补充道：“硅负极长期以来一直受到反复循环过程中结构退化的限制。这项研究提出了一种克服这一问题的新途径。”

独立式硅负极设计适用于电动汽车及储能系统等需快速充电与长循环寿命的场景。

更多信息：作者：Hyeon-Woo Yang等人，标题：《具有共形颗粒状 Si/SiO _x 界面的 CNF 支撑的 Si 独立式负极用于高倍率、长寿命锂离子电池》，发表于：《先进纤维材料》(2026)。