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新方法使純硅負極成為可能 提高電池能量密度


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文章來源:蓋世汽車資訊







關鍵詞:

電池







案例正文

據外媒報道,美國賓州州立大學的研究人員開發一種新策略,可以在鋰離子電池中擴大硅基負極的應用,將電動汽車、智能手機的功率提高20%。

 

機械與化學工程教授Donghai Wang表示:“硅有望成為下一代鋰離子電池負極材料。但是,研究表明,在循環過程中,這種材料非常不穩定。”在傳統鋰離子電池循環周期中,硅作為負極材料,會發生嚴重的體積膨脹與收縮,限制其商業應用潛力。這種在充放電過程反復出現的體積變化,使電池結構受損。久而久之,會導致電池發生爆料等不穩定現象,縮短電池壽命。

 

研究人員開發新策略,保持硅材料彈性,從而更好地傳輸能量,保持電極完整性。Wang表示:“我們發現,采用超彈性凝膠聚合物電解質(GPE)緩沖層,包圍硅基負極,可以讓硅保持穩定,阻止電極內的粒子移動。”GPE材料由軟醚部分和硬循環部分構成,軟醚部分提供彈性,硬循環部分防止聚合物過度膨脹。“兩部分協同工作,使GPE材料適當膨脹和收縮,同時保持硅負極結構穩定。”

 

研究人員表示,這一策略或將解決目前硅基負極面臨的問題,將鋰離子電池的儲能提高20%。Wang說:“以往的電池中只能用5%的硅,所產生的效果十分有限。通過這種方法,我們可以使用純硅負極,顯著增加電池的容量和能量密度,為創造下一代鋰離子電池鋪平道路。”

 

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