當(dāng)前的鋰離子電池主要以石墨及改性石墨為負(fù)極材料，但其372毫安時(shí)/克的理論容量難以滿足電動(dòng)車的長(zhǎng)里程需求。相比之下，擁有較高的理論容量（4200毫安時(shí)/克）的硅基負(fù)極材料成為下一代鋰離子電池負(fù)極材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。此次余彥教授課題組創(chuàng)新地采用了蘆葦作為制備的原材料，不僅簡(jiǎn)化了工藝，而且降低了成本。

該方法主要基于鎂熱還原，從天然蘆葦葉上還原出密集的三維多孔氧化硅（SiO2）。蘆葦葉作為骨架，在其上產(chǎn)生的副產(chǎn)物氧化鎂（MgO）作為孔的雛形。

據(jù)研究者介紹，和當(dāng)前的一些制備納米結(jié)構(gòu)硅基負(fù)極的方法相比，此種基于蘆葦?shù)闹品òㄒ韵聝?yōu)勢(shì)：

1、蘆葦葉為可再生材料；

2、還原產(chǎn)生的硅保持了原油蘆葦葉中的三維納米結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)十分有利于提升負(fù)極性能（因?yàn)樗梢詼p緩負(fù)極得粉末化）；

3、方法簡(jiǎn)單易行；

4、無需使用昂貴的硅起始原料或反應(yīng)試劑。

用此方法制備負(fù)極時(shí)，蘆葦葉中原有的硅酸鹽的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)神奇地得到了保持，在一系列物理化學(xué)處理規(guī)程中沒有受到分毫的破壞。在對(duì)干蘆葦葉純化的過程中，其內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu)僅會(huì)收縮，中孔網(wǎng)絡(luò)能夠保持完好，哪怕是之后的碳化過程都不會(huì)改變它。

據(jù)科研團(tuán)隊(duì)中的劉?。ㄒ糇g）介紹，鎂熱還原有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。第一，它能夠保持蘆葦葉中原有的硅的結(jié)構(gòu)；第二，對(duì)氧化鎂添加物的腐蝕可以使內(nèi)孔密度進(jìn)一步增高。這兩點(diǎn)輔以其后在硅電機(jī)上進(jìn)行的碳層包裹，可以極大的提升鋰離子電池負(fù)極電化學(xué)性能，比如大的可逆容量、高充放電的電流密度優(yōu)異的循環(huán)能力。最后，蘆葦作為一種天然材料，為高性能鋰離子電池今后的大規(guī)模投產(chǎn)提供了可能。