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新设计解决锂电池硅基阳极粉化难题

字号+作者:redadmin 来源:科技 2020年05月01日

硅基阳极可跋涉锂离子电池阳极功用。图片来历:网络(newatlas.com) 硅是现在最重要的半导体材料,但其运用规划远不止于此。美国能源部西北太平洋国家实验室研讨人员规划了一种新...





  硅基阳极可跋涉锂离子电池阳极功用。图片来历:网络(newatlas.com)

  硅是现在最重要的半导体材料,但其运用规划远不止于此。美国能源部西北太平洋国家实验室研讨人员规划了一种新颖的纳米结构,可以赋予硅特别的强度,使其有望成为锂离子电池的阳极材料,成为石墨的晋级版。研讨人员在《天然·通讯》杂志上宣告研讨陈述称,他们的作用是锂离子电池硅基阳极开发的一个腾跃,为其他类型电池材料规划供应了新的思路。

  长期以来,石墨一直是锂离子电池的要害组成部分。这种碳导电且安稳,非常适合在充电时将锂离子填充到电池的阳极中。但随着对更高能量密度电池的需求不断增加,石墨基电极也需求晋级,而硅被认为是一种很好的晋级版材料。与石墨比较,硅可以吸收更多的锂,但问题是,硅在遇到锂时会大幅胀大,可能会导致锂电池阳极分裂粉化。

  为了打败硅基阳极粉化这一难题,西北太平洋国家实验室研讨人员规划了一种新颖的纳米结构。他们将纤细的硅颗粒集合到直径约8微米的微球中,构成一种相当于红细胞大小的分层多孔硅结构。这种结构就像海绵相同,内部有空间来吸收胀大压力。研讨标明,这种分层多孔结构具有超卓的电化学功用、机械强度和结构完整性,可用于高功用锂离子电池阳极,其可容纳的电荷也是典型石墨基阳极的两倍。

  研讨人员标明,他们规划的纳米结构不只可以满足硅基阳极各方面的功用要求,也适用于包括压延在内的标准工业加工程序,可以为其他类型电池材料规划供应新的思路。下一步,他们将极力开发更具扩展性和经济性的硅微球制造方法,以便进行商业化运用,究竟帮助跋涉电动汽车、电子设备和其他设备中锂离子电池的功用。(记者刘海英)

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