锂离子电池凭借其高能量密度和长循环寿命，在便携式能量存储设备领域占据重要地位。硅材料因其高理论比容量和丰富存储量备受关注，然而，导电性差和体积膨胀问题限制了其应用。为解决这一难题，硅与碳材料复合成为常用策略，其中石墨烯片状材料以其高电子电导率和机械柔性，成为Si纳米颗粒的理想基质。因此，开发新型 SiOC 复合材料对提升锂离子电池性能至关重要。

与此同时，光伏产业的发展极大地带动了多晶硅产业的迅猛发展，全球多晶硅产量超过了100万吨/年，其中我国占据总产量的85%以上。目前，多晶硅产业已经成为我国新疆地区新能源发展的重要产业。然而，在生产多晶硅过程中会产生大量的副产物四氯氢硅（SiCl₄，又称STC）。据统计，每生产1吨多晶硅会产生SiCl₄约10～15吨，SiCl₄是一种强腐蚀性的液体，对安全和环保的危害极大。如何高效处理SiCl₄，对于多晶硅产业的可持续发展具有重要的意义

近日，石河子大学于锋教授团队采用SiCl₄为硅源，以SiOC键的形式将Si掺杂进了多层石墨烯材料中。该材料作为锂离子电池负极材料，在100mA/g电流密度下经500次循环后，其放电比容量仍然可以保持在 653 mAh/g。这一研究成果为锂离子电池性能的提升提供了新的思路和方法，有望推动相关产业的进一步发展。

相关工作以“Silicon-doped multilayer graphene as anode material for secondary batteries（http://10.1016/j.apsusc.2024.161483）”为题，在《Applied Surface Science》上发表。论文第一作者石河子大学化学化工学院研究生杨守华和李博钦，通讯作者于锋教授。

图1. Si掺杂多层石墨烯的形貌特征和结构特点。

图2. Si掺杂多层石墨烯的X射线光电子光谱学图。

图3. Si掺杂多层石墨烯的电化学性能。