科學家研制基于硅混合陽極的高性能鋰電池解決方案
時間:2020-04-24 09:02來源:cnBeta.COM 作者:綜合報道
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硅混合陽極材料的SEM（掃描式電子顯微鏡）圖像
在鋰離子電池中使用硅陽極，被視作該領域的一個重要挑戰。與石墨陽極相比，硅的儲能量可達到前者的十倍。若順利得到應用，其有望將整個電芯的容量翻倍。遺憾的是，由于硅的性質不太穩定，科學家一直未能找到生產純硅陽極的好方法。
為克服純硅陽極的短板，東芬蘭大學（UEF）的研究人員們開發了一種混合材料，特點是由介孔硅（PSi）和碳納米管（CNT）組合而成。
UEF教授Vesa-Pekka Letho表示說，該團隊在鋰離子電池研究上取得了激動人心的進展，希望他們的專業知識能夠為這一領域做出突出的貢獻。
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。
該校研究團隊還使用了一種名為‘化學共軛’（Chemical Conjugation）的方法，可將具有適當極性的PSi和CNT材料結合到一起，以避免阻礙鋰離子向硅中擴散。
科學家發現，通過使用正確的共軛方法，有助于改善陽極的導電性和耐久性。此外團隊仍致力于開發基于固體電解質的純硅陽極，以減輕鋰離子電池和電解質界面上的安全隱患。
今年3月份的時候，團隊已經在《科學報告》（Scientific Reports）上發表了其中一篇論文。
標題為《Conjugation with carbon nanotubes improves the performance of mesoporous silicon as Li-ion battery anode》。
此外在四月的《材料、化學和物理》（Materials, Chemistry, and Physics）期刊上，團隊又發表了另一篇論文。
標題為《Cascading use of barley husk ash to produce silicon for composite anodes of Li-ion batteries》。
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