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科学家研制基于硅混合阳极的高性能锂电池解决方案

发布时间:2020-05-04 03:09内容来源:网络整理 点击:

  在锂离子电池中使用硅阳极,被视作该领域的一个重要挑战。与石墨阳极相比,硅的储能量可达到前者的十倍。若顺利得到应用,其有望将整个电芯的容量翻倍。遗憾的是,由于硅的性质不太稳定,科学家一直未能找到生产纯硅阳极的好方法。


硅混合阳极材料的 SEM(扫描式电子显微镜)图像

  为克服纯硅阳极的短板,东芬兰大学(UEF)的研究人员们开发了一种混合材料,特点是由介孔硅(PSi)和碳纳米管(CNT)组合而成。

  UEF教授Vesa-Pekka Letho表示说,该团队在锂离子电池研究上取得了激动人心的进展,希望他们的专业知识能够为这一领域做出突出的贡献。

  值得一提的是,介孔硅微粒是由大麦壳的灰分制成的,工艺上使用了从植物体中提取无定形多孔硅的方法,且硅藻土中的灰分含量尤其高。

  该校研究团队还使用了一种名为‘化学共轭’(Chemical Conjugation)的方法,可将具有适当极性的PSi和CNT材料结合到一起,以避免阻碍锂离子向硅中扩散。

  科学家发现,通过使用正确的共轭方法,有助于改善阳极的导电性和耐久性。此外团队仍致力于开发基于固体电解质的纯硅阳极,以减轻锂离子电池和电解质界面上的安全隐患。

  今年3月份的时候,团队已经在《科学报告》(Scientific Reports)上发表了其中一篇论文。

  标题为《Conjugation with carbon nanotubes improves the performance of mesoporous silicon as Li-ion battery anode》。

  此外在四月的《材料、化学和物理》(Materials, Chemistry, and Physics)期刊上,团队又发表了另一篇论文。

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