黏土矿物是一类具有典型层状结构的含水铝硅酸盐矿物，因特殊的晶体化学特征（SiO2含量可达60%）及独特的天然纳米层状结构，广泛应用于工农业生产各个方面，是重要的非金属矿产资源。我国黏土矿物资源储量丰富、廉价易得，有明显的资源优势，但目前我国黏土矿物资源利用水平却较低，产品附加值不高，急需实现黏土矿物高值利用基础理论与关键技术的突破。低碳经济和我国“双碳”战略的时代背景下，以锂电池为代表的新能源经济为黏土矿物资源的高值利用提供了发展契机。与锂金属等正极材料相对应的负极材料也是生产电池的关键组成部分，“硅”被认为是最具应用前景的下一代锂电负极材料，其理论比容量远优于商业石墨负极材料。硅纳米化已被证实是提升硅负极储锂性能的重要途径之一。然而，纳米硅的低成本规模制备技术目前仍未突破，严重制约其在锂离子电池产业中的实际应用。
（a）黏土矿物制备纳米硅示意图；（b）黏土矿物片层形貌；（c-g）保留黏土矿物典型纳米片状结构的纳米硅形貌特征
研究团队单位：广州地球化学研究所