要点总结
1．开发了一种基于液态金属补偿策略的方式抑制Si微粒负极在循环过程的巨大体积效应，提升了Si微粒负极的循环稳定性，增加了Si微粒的实用化前景。
2．将液态共晶镓-铟合金包覆在Si微粒表面，在Si微粒在循环过程中破碎后填充至碎片间的缝隙，既保证了离子传导的连续性，又避免了过量的Si微粒表面暴露，减少了界面问题。
3．利用镓-铟合金的催化特性利用气相沉积的方式在其表面实现了一层无定形碳包覆和碳纳米纤维三维网络，提升了整体材料的电子传导效率。
背景概述
有鉴于此，天津大学杨全红教授团队开发了一种液态共晶镓-铟合金包覆的Si微粒负极材料，并利用镓-铟合金的催化特性采用气相沉积法在其表面再负载了一层无定形碳包覆及碳纳米纤维网络。这种结构设计增强了其循环寿命，实现了超高的循环稳定性，在5 A g−1的测试电流下经过150循环仍能表达出936 mAh cm−3的高体积容量。相关研究成果以“Liquid Metal Remedies Silicon Microparticulates Toward Highly Stable and Superior Volumetric Lithium Storage”发表在国际顶级期刊Advanced Energy Materials上。
具体内容
这种处理方法的优势在于镓-铟合金的液态特性可以在Si微粒粉碎时将碎片间的缝隙填充，这样既能保证离子传导的连续性，又能保护Si微粒碎片的表面，避免过量SEI的生长。而传统的表面包覆和单纯的导电剂添加在Si微粒粉碎时无法保证碎片间的连接且缝隙被电解液填充后会形成过量SEI，带来更多的界面问题。
相比较之下，对比样品的锂化前后极片厚度变化为Si/LM@C-CNF的三倍之多，甚至还出现了部分粉化和脱落，再次证明了Si/LM@C-CNF结构设计的优越性。图4f-4h中锂化前后的原位EIS结果说明了Si/LM@C-CNF在实际循环过程中也能够保持稳定且几乎可忽略的内阻，保证了循环过程中的电子传递稳定性。
为了开发低成本且性能优异的Si负极材料，该工作提出了一种基于液态金属包覆的补救策略。通过对Si微粒实现液态金属包覆和碳材料导电网络构建有效提升了Si微粒的循环稳定性，在以5Ag−1的倍率条件下150次循环后实现了936mAhcm-3的高容量保持。同时，该设计策略还显著提升了整体电极材料的振实密度，实现了高体积容量的电池设计。这是Si负极材料研究中的一个重要进展，也为相关能量储存体系的发展提供了一定的借鉴意义。
