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科學(xué)家研制基于硅混合陽(yáng)極的高性能鋰電池解決方案

時(shí)間:2020-04-24 09:02來(lái)源:cnBeta.COM 作者:綜合報(bào)道

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硅混合陽(yáng)極材料的SEM（掃描式電子顯微鏡）圖像

在鋰離子電池中使用硅陽(yáng)極，被視作該領(lǐng)域的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。與石墨陽(yáng)極相比，硅的儲(chǔ)能量可達(dá)到前者的十倍。若順利得到應(yīng)用，其有望將整個(gè)電芯的容量翻倍。遺憾的是，由于硅的性質(zhì)不太穩(wěn)定，科學(xué)家一直未能找到生產(chǎn)純硅陽(yáng)極的好方法。

為克服純硅陽(yáng)極的短板，東芬蘭大學(xué)（UEF）的研究人員們開(kāi)發(fā)了一種混合材料，特點(diǎn)是由介孔硅（PSi）和碳納米管（CNT）組合而成。

UEF教授Vesa-Pekka Letho表示說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)在鋰離子電池研究上取得了激動(dòng)人心的進(jìn)展，希望他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能夠?yàn)檫@一領(lǐng)域做出突出的貢獻(xiàn)。

值得一提的是，介孔硅微粒是由大麥殼的灰分制成的，工藝上使用了從植物體中提取無(wú)定形多孔硅的方法，且硅藻土中的灰分含量尤其高。

該校研究團(tuán)隊(duì)還使用了一種名為‘化學(xué)共軛’（Chemical Conjugation）的方法，可將具有適當(dāng)極性的PSi和CNT材料結(jié)合到一起，以避免阻礙鋰離子向硅中擴(kuò)散。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用正確的共軛方法，有助于改善陽(yáng)極的導(dǎo)電性和耐久性。此外團(tuán)隊(duì)仍致力于開(kāi)發(fā)基于固體電解質(zhì)的純硅陽(yáng)極，以減輕鋰離子電池和電解質(zhì)界面上的安全隱患。

今年3月份的時(shí)候，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）上發(fā)表了其中一篇論文。

標(biāo)題為《Conjugation with carbon nanotubes improves the performance of mesoporous silicon as Li-ion battery anode》。

此外在四月的《材料、化學(xué)和物理》（Materials, Chemistry, and Physics）期刊上，團(tuán)隊(duì)又發(fā)表了另一篇論文。

標(biāo)題為《Cascading use of barley husk ash to produce silicon for composite anodes of Li-ion batteries》。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鋰電池硅混合陽(yáng)極

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