硅基鋰電池可能很快成為新的行業標準

硅基鋰電池可能很快成為新的行業標準。不過，硅具有嚴重的膨脹問題，妨礙了其商業化進程。來自BeDimensional公司和意大利理工學院（IIT）和奧地利VARTAMicroInnovationGmbH公司石墨烯旗艦計劃的多學科研究團隊，已經確定了要怎么樣在實際使用中使用石墨烯作為克服硅基膨脹問題的關鍵組分。

依據目前的情況，人們確信硅是鋰電池的下一代負極材料有力競爭者。用硅代替最先進的石墨陽極可將鋰電池存儲能力提高10倍。但是，在充電和放電時，硅會膨脹和收縮，從而對材料出現機械應力導致結構破壞，最終導致僅短短幾次使用后電池就會失效。目前，石墨烯旗艦計劃的研究人員已經設計了一種使用少量石墨烯即可使鋰電池保持穩定的辦法。這種全新開發的添加石墨烯的電池可承受300次充放電循環，電池容量比任何現有替代辦法高30%。

石墨烯旗艦計劃的合作伙伴，來自VARTAMicroInnovationGmbH公司的ChristophStangl解釋，石墨烯僅僅少量添加，足以在硅中平均擴展并穩定電極結構，這使得人們能夠真正用到硅基鋰電池的出眾性能。經過研發，這種添加石墨烯的紐扣電池可用于世界范圍內一些緊要公司加工的無數小型電子產品中，包括手表、可穿戴設備、汽車鑰匙和無線耳機等。使用的行業都是快速上升的細分市場。VARTA公司以開發定制化儲能處理辦法而聞名，基于硅/石墨烯的高能量技術進步將促使加工出更好的電池。

石墨烯旗艦計劃成員BeDimensional公司的維托里奧佩萊格里尼（VittorioPellegrini）表示，只要添加少量石墨烯即可實現上述里程碑式的設計。倘若添加大量的石墨烯，則會降低電池中硅的比例，電池的整體容量將降低。硅新增了可存儲在電池中的能量，由于加入了少量石墨烯，可以實今朝保持電池容量的前提下戒備電池結構破壞失效的問題。

歐盟資助的石墨烯旗艦計劃以多種方式幫助推進了這項研究的發展。在項目執行的第一階段，不僅決定了開發添加石墨烯的電池這一最初設想，而且還特地成立了BeDimensional公司，供應石墨烯材料，并利用具有專利的石墨烯加工辦法開發許多基于石墨烯的新技術。

石墨烯旗艦計劃的協同用途將IIT公司、新衍生的BeDimensional公司以及像VARTA相同成熟的工業制造商進行的前沿研究工作匯集在一起進行集成創新。由于石墨烯旗艦計劃先鋒項目的存在，研究人員可以真正聚焦于提高技術成熟度，創建出高度成熟的產品原型。目前，研究團隊致力于將這項電池技術實現商業轉化。該團隊正面對一項新挑戰，開發一種用于電動車的長續航可靠石墨烯電池。

這項合作的成功聲明，石墨烯旗艦計劃先鋒項目可以極大地幫助研究人員將材料從試驗室轉移到實際部件、組件和系統集成開發中。

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