東芬蘭大學研發混合材料提升鋰電池硅陽極性能 將電池容量提升2倍

雖然用硅將鋰電池中的石墨取代后，有利于提升電池容量。不過，硅也有很多缺點。為此，東芬蘭大學的研究人員提出了一種混合材料。

據外媒報道，東芬蘭大學（theUniversityofEasternFinland）的研究人員研發了一種新型混合材料，由介孔硅微粒和碳納米管混合而成，可以改善鋰電池中硅的性能。電池技術的進步對可繼續發展和實現氣候中和來說至關緊要。

全球的國家和公司都在尋求新型可繼續性技術，以從運輸、消費品加工到能源加工都可實現氣候中立。一旦加工出綠色能源，就要存儲起來，以便用于便攜式使用，在此過程中，電池技術在綠色能源消費中是一種可行的替代辦法。

將來，硅會逐漸取代碳，成為鋰電池的陽極材料，因為硅的容量是石墨的十倍，而今朝鋰電池中的陽極材料就是石墨。雖然，在陽極上使用硅能夠讓整個電池的容量加倍，但是，硅材料的不穩定性也給電池技術帶來了嚴峻的挑戰。此外，今朝沒有技術可以只用硅加工出可行的電池陽極。

為了盡量減小高充電速率對硅陽極容量造成影響，東芬蘭大學的研究人員研發了一種介孔硅（PSi）微粒和碳納米管（CNT）制成的混合材料。研究人員認為，此種復合材料要正極性的PSi和CNT以化學方式結合才可實現，才不會阻止鋰離子向硅擴散。選擇適宜的偶聯劑，就可提高材料的導電性以及機械耐久性。此外，該混合材料中的PSi微粒由大麥殼灰制成，可將陽極材料的碳足跡實現最小化，支持陽極材料的可繼續性。通過在植物巖上使用簡單的鎂熱還原工藝，就可以加工出硅。植物巖是一種非晶形多孔硅結構，在大麥殼灰中儲量豐富。

下一步，研究人員將加工全硅陽極與固體電解質，以處理與鋰電池有關的安全問題以及有固體電解質界面（SEI）不穩定有關的挑戰。

東芬蘭大學研發混合材料提升鋰電池硅陽極性能將電池容量提升2倍

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