「cnBeta」科学家研制基于硅混合阳极的高性能锂电池解决方案

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 。
「cnBeta」科学家研制基于硅混合阳极的高性能锂电池解决方案
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【「cnBeta」科学家研制基于硅混合阳极的高性能锂电池解决方案】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-PekkaLetho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’(ChemicalConjugation)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》(ScientificReports)上发表了其中一篇论文 。 标题为《ConjugationwithcarbonnanotubesimprovestheperformanceofmesoporoussiliconasLi-ionbatteryanode》 。
此外在四月的《材料、化学和物理》(Materials,Chemistry,andPhysics)期刊上 , 团队又发表了另一篇论文 。 标题为《CascadinguseofbarleyhuskashtoproducesiliconforcompositeanodesofLi-ionbatteries》 。


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