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硅之所以能够作为新一代高容量、高功率锂离子电池的候选材料,是因为其具有高达4200mAh·g~(-1)的理论比容量和较低的充放电电位。然而,嵌锂合金化与脱锂去合金化过程中伴随着的巨大的体积膨胀(≥300%),将会造成硅电极材料破裂、粉化,最终导致电池容量锐减。为进一步提高硅负极材料的循环稳定性,科学界现已提出多种纳米结构硅电极,如薄膜材料、纳米线/纳米管、纳米微粒和介孔材料等。这些电极材料均注重结构设计,通过引入分散介质或缓冲骨架为硅材料体积膨胀预留一定的自由空间。在分散介质或缓冲骨架材料的