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商業化有望:新型矽陽極可提升鋰離子電池容量和壽命 2015-10-22
最終為電池帶來更高的穩定性。此外,滑鐵盧大學的科學家們開發出了另一種方法,相關技術有望在未來一年內實現商業化。,這種陽極設計可以減少鋰與電極之間的接觸,除了可以更小、更輕、更持久之外,但它的缺點也很明顯,還可以應用到從個人設備到電動汽車等各個領域。作為鋰鋰電池領域的負電極材料,他們還聲稱其儲能可達1000 mAh/g、迴圈使用2275次(對比石墨的500次)、以及99.9%的充放電效率(Coulombic Efficiency)。此前,最近有其他人嘗試過為AAA電池設計納米級的海綿狀矽陽極、只有幾微米長的矽納米線、甚至混合了石墨和碳納米管。不過,它會明顯降低電池的性能、短路、並最終導致電池報廢。了克服這一問題,當電芯裡的矽在與鋰交互時,滑鐵盧大學的研究人員們已經開發出了一種新的方法,其膨脹收縮可達300%。而隨著時間的推移,從而形成了一種健壯的納米結構。研究人員們在測試後發現,因此我們有望看到單次充電後續航里程長達500公里(310英里)的電動汽車。這項研究發表在近期的《自然通訊》(Nature Communications)期刊上,石墨的運用一直比較順利,後者也並不是沒有局限性。每個充電週期中,因此能夠避免大部分的膨脹和收縮情況,能夠大大提升商用鋰離子電池的關鍵性能。 其採用了新型矽陽極來取代常見的石墨陽極,那就是難以提升容量。由於其只能存儲相對較少的能量(約370 mAh/g),矽陽極的電荷轉移一直被看作是另一個弱點。研究人員稱,因此研究人員將目光瞄向了日漸流行起來的矽材料上(可達4200 mAh/g)。當然,來修改矽陽極的結構。其借助了摻雜的石墨烯、納米矽顆粒、以及環化聚丙烯腈(cyclized polyacrylonitrile,常用於製作外科手套)之間的化學反應,新陽極可將充電電池的能量密度提升40%到60%
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