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    新发现!介孔硅微粒与碳纳米管杂化研究推动锂电硅负极技术
    2020年04月24日 发布 分类:技术前沿 点击量:36
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    为了减少快充对降低硅阳极容量的影响,东芬兰大学的研究人员开发了一种介孔硅(PSi)微粒和碳纳米管(CNTs)的混合材料,可以改善锂离子电池中硅的性能 。

    根据研究人员的说法,这种杂化材料需要通过PSi和碳纳米管的化学共轭来实现,以避免锂离子扩散到硅中 。通过适当的共轭方式,提高了材料的导电性和机械耐久性 。

     

    硅单质作为负极材料是电池充放电原理图

    论文中还提到,混合材料中使用的PSi微粒从大麦壳灰中分离制得,减少了负极材料的碳消耗,可持续性发展前景十分乐观 。此外,在大麦壳灰中还发现了大量的无定形多孔二氧化硅结构,研究人员将其称为“植硅石” 。

    植硅石是通过植物的吸收沉积作用将地表的溶解硅组分转化而得到的一种独特的硅体 。通过简单的镁热还原工艺,我们可以从植硅石中分离出硅 。

    “我们希望通过利用与硅介孔结构有关的专业知识为该领域做出贡献,也希望欧盟加大对电池基础研究的投入,为高性能电池铺路 。”来自东芬兰大学的Vesa-Pekka Lehto教授说 。

    这些研究成果发表在《科学报告和材料化学与物理学》上 。

    世界各国都在寻找新的可持续技术,以实现从能源生产、运输到消耗等各个区块间的碳中和 。绿色能源的诞生,标志着人类零排放意识的增强,传统储能方式的止步不前,意味着绿色能源将得不到便携式的利用 。因 此,电池技术的进步对可持续发展至关重要 。

     

    硅阳极使用时会膨胀,使电池降级太快

    由于硅材料性能的不稳定性,至今还没有一种技术可以仅由硅生产出可利用的阳极 。但在未来的锂离子电池中,硅逐渐取代碳作为负极材料想必也是大势所趋,届时有望在阳极中使用硅让电池单元的容量增加一倍 。

    原文链接:

    https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200421112603.htm

    粉体圈 编译 YUXI

     


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