负极材料，作为锂电池四大组成之一，是决定锂电池的能量密度的重要因素。目前锂电池采用的负极材料主要是石墨，包括人造石墨和天然石墨，占据98%的负极市场。但是，石墨的比容量已逐渐优化到接近其理论值（372mAh/g），上升空间已非常小。要进一步提高锂电池的能量密度，就必须发展新一代高比容的负极材料。硅，具有最高的克比容量（4200 mAh/g），是石墨的十倍以上，因此，硅基负极是替代石墨负极的新一代高比容负极材料。
硅有体积膨胀和导电性差的问题，而碳现对稳定且导电性好，因此将硅和碳结合，构筑硅碳复合材料是可行的途径。比如，在富含孔隙和高比表面的碳上沉积纳米硅可以得到高比容和高首效的硅碳负极。碳材料的内部孔结构是关键的决定因素。本公司开发的新型3D掺杂石墨烯导电性好，具有高比表面积，丰富的介孔结构，大的孔容，以及可调的表面官能团，是担载硅的优良载体。初步实验结果表明，硅-3D石墨烯负极材料，硅含量可>50%，比容量>2000mAh/g, 循环次数>300次。
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