东芬兰大学研发混合材料提升锂电池硅阳极性能

2020-07-07 09:49:44 新闻来源:网络
  据外国媒体报道,东芬兰大学(东芬兰大学)的研究人员开发了一种新的介孔硅颗粒和碳纳米管混合物,以改善锂离子电池中硅的性能。电池技术的进步对于可持续发展和气候中和至关重要。
  世界各国和公司都在寻找新的可持续技术,以实现气候中立,从运输、消费品生产到能源生产。一旦绿色能源生产出来,就需要储存在便携式应用中,而电池技术是绿色能源消费的一种可行替代品。
  未来,硅将逐渐取代碳作为锂离子电池的负极材料,因为硅的容量是石墨的十倍,而现在锂离子电池的负极材料是石墨。虽然在阳极上使用硅可以使整个电池的容量翻一番,但硅材料的不稳定性也给电池技术带来了严重的挑战。此外,没有技术可以单独用硅生产可行的电池阳极。
  为了尽量减少高充电速率对硅阳极容量的影响,东芬兰大学的研究人员开发了中孔硅(PSI)粒子和碳纳米管(CNT)的混合物。研究人员认为,这种复合材料需要正的PSI和CNT的化学组合,以防止锂离子扩散到硅上。通过选择合适的偶联剂,可以提高材料的导电性和机械耐久性。另外,混合材料中的PSI颗粒是由大麦壳灰组成,可以最大限度地减少阳极材料的碳足迹,支持阳极材料的可持续性。硅可以通过简单的镁热还原工艺在植物岩石上产生。植物岩石是一种无定形多孔硅结构,富含大麦壳灰。
  下一步,研究人员将生产全硅阳极和固体电解质,以解决与锂离子电池有关的安全问题以及与固体电解质界面(SEI)不稳定性有关的挑战。
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