國外研究出新型硅基鋰離子電池 充電容量翻10倍

比利時IMEC（微電子研究中心）近日展示了一種新型納米微粒材料，這可能意味著其在可繼續使用范疇的沖破，由于其神奇的材料性能和易于制造的結合，它有希望被作為廣泛的（可繼續）工業使用。比如，更高效的電池，更好的催化轉換器，燃料電池和氫氣的加工。

納米線材料是一種多層水平連接的納米線的三維結構，顯示出高度規矩的內部間隔和尺寸。因此，它結合了高孔隙度和前所未有的表面體積比。每增加一微米厚度，可用表面積便增加26倍！想象一下：當裝滿一小罐蘇打水的時候，它的表面積相當于一個足球場大小，但它的體積依然有75%的空余。最緊要的是，內部和外部維度幾乎可以調優到任何規范，從而使其潛在地兼容許多使用程序需求。

三維印象的網格結構

許多工業過程建立在表面發生化學反應的基礎上，可用的表面越多，同時發生的反應就越多，這個過程的速度或吞吐量也就越高。這種神奇的材料可以通過廉價的陽極氧化和電鍍工藝制造，而模具是由鋁箔陽極氧化形成的，可以在其中沉積各種各樣的材料。將電池電極中的鋰轉化為鋰離子時，納米網材料可以實現大容量、快速充電，因為它的大表面結合了高孔隙率，具有高儲能材料的負載，同時它依然作為一個納米薄膜與集電體緊密接觸。

掃描電鏡圖像顯示出高度規矩的結構

與此同時，加拿大阿爾伯塔大學近日研究出新型的硅基鋰離子電池，將硅作為負極代替傳統的石墨，與當前電池電芯產品相比，其充電容量（chargecapacity）翻了10倍。這是因為與石墨相比，硅對于鋰離子的吸納量更大，但是也存在弊端，在多次充放電后，硅容易碎裂，因為其在吸收和釋放鋰離子后，自身會膨脹和收縮從而出現裂痕。為了提高硅的性能，通常將硅材料納米化和復合化，如此能夠戒備斷裂，最大限度地提高電池的穩定性和其他性能。相關人員表示，該技術如果用于電動車電池，其續航里程數或許能夠提高10倍。

由此可見，鋰電池的性能巔峰還在摸索之中，在各路電池爭奇斗艷之際，鋰電池唯有不斷沖破技術難關，才能創造神話。

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