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东芬兰大学研发混合材料提升锂电池硅阳极性能 将电池容量提升2倍
东芬兰大学研发混合材料提升锂电池硅阳极性能 将电池容量提升2倍
  • 发布时间:2020-06-01 16:32

东芬兰大学研发混合材料提升锂电池硅阳极性能 将电池容量提升2倍

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据外媒报导,东芬兰大学(the University of Eastern Finland)的研究人员研制了一种新式混合资料,由介孔硅微粒和碳纳米管混合而成,可以改善锂离子电池中硅的性能。电池技能的前进对可持续发展和完成气候中和来说至关重要。
 
图片来源:东芬兰大学
 
全球的国家和公司都在寻求新式可持续性技能,以从运输、消费品生产到动力生产都可完成气候中立。一旦生产出绿色动力,就需要存储起来,以便用于便携式使用,在此过程中,电池技能在绿色动力消费中是一种可行的代替计划。
 
未来,硅会逐渐替代碳,成为锂离子电池的阳极资料,由于硅的容量是石墨的十倍,而现在锂离子电池中的阳极资料便是石墨。虽然,在阳极上运用硅可以让整个电池的容量加倍,但是,硅资料的不稳定性也给电池技能带来了严峻的应战。此外,现在没有技能可以只用硅生产出可行的电池阳极。
 
为了尽量减小高充电速率对硅阳极容量形成影响,东芬兰大学的研究人员研制了一种介孔硅(PSi)微粒和碳纳米管(CNT)制成的混合资料。研究人员以为,此种复合资料需要正极性的PSi和CNT以化学方式结合才可完成,才不会阻挠锂离子向硅扩散。选择适宜的偶联剂,就可提高资料的导电性以及机械耐久性。此外,该混合资料中的PSi微粒由大麦壳灰制成,可将阳极资料的碳脚印完成最小化,支持阳极资料的可持续性。经过在植物岩上使用简单的镁热还原工艺,就可以生产出硅。植物岩是一种非晶形多孔硅结构,在大麦壳灰中储量丰厚。
 
下一步,研究人员将生产全硅阳极与固体电解质,以解决与锂离子电池有关的安全问题以及有固体电解质界面(SEI)不稳定有关的应战。
 
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