電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
近期發表的一項新研究聲明，在太陽能電池板中起著緊要作用的硅元素，竟可在鋰離子電池中發揮令人意想不到的效果。此前，盡管光伏產業有著積極陽光的一面，但還是在環保回收上遭到了大量的批評。今朝，澳大利亞的科學家們，已經想到了要怎么樣重新利用最棘手、但又最有價值的其中一種組件 —— 它就是半導體硅材料。
某些太陽能電池板組件，比其它部分更易于回收（資料圖，來自：Tesla）
研究團隊稱，一塊太陽能電池板可服役 15~25 年。盡管其中大部分為玻璃、金屬和塑料，但其中的硅元素卻不那么容易被提取和再利用。
每塊光伏面板使用的硅含量很少，但專家預測，到 2050 年的時候，我們將萌生 500 萬噸的光伏面板廢料。有鑒于此，追求一種全面的回收策略，就很值得考量了。
作為負責將太陽能轉換成電子的材料，硅在光伏面板中起著至關緊要的作用，但其價值可能不止于此。
澳大利亞迪肯大學（Deakin University）的材料科學家表示，他們不僅提出了一種將其提取再利用的辦法，還證明了將之作為高能電池陽極的潛力。
Mokhlesur Rahman 博士在接受 New Atlas采訪時稱：來自世界各地的一些研究小組，已經在主動地開發回收工藝，以便從廢棄光伏（PV）面板中回收元素和零部件。
可惜的是，即使已經回收了諸多元素，但仍未有人研究在將硅元素回收后、將其轉換為納米硅、并用于電池技術的后續使用。
有鑒于此，Rahman 及其研究伙伴 Chen Chen 教授，提出了一種利用廢棄硅的電子轉移能力、并使之重獲新生的技術。
本質上，這項技術圍繞與將硅還原為納米級材料、以適合鋰電池使用。該過程可讓材料具有不規矩的形狀，但正如 Rahman 解釋的那樣，這可能是一件好事。
Rahman 指出：“據猜測，所獲得的納米硅材料的尺寸和形狀可能不太平均，因為通過各種步驟回收納米硅時，會發生形態和結構缺陷”。
不過這種類型的納米硅，可以提供比商業納米硅更多的好處。形狀和尺寸不均，意味著這些硅納米顆粒內部有更多的自由空間、額外的孔隙度，以促使電解質的運輸。
如此一來，其能夠更好地適應鋰電池充放電循環過程中發生的體積膨脹和收縮。研究人員稱，在相同的空間內，其納米硅能夠實現 10 倍于一般硅的能量儲存。
依照現階段的理論，這可帶來性能更強的鋰電池。不過初步研究聲明，回收硅至少具有與商用硅相同的性能，為硅材料提供了一種新的回收再利用途徑。
據悉，目前硅材料的價格，每公斤在 4.4 萬澳元（21 萬 RMB）左右，約合 3 萬美元 / 2.2 磅。
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