在提高新一代鋰電池性能的競賽中,一些科學(xué)家將目光投向了陽極材料硅的比容量高達4200mAh/g,是已知最高的陽極材料,是最常用的碳基材料的10倍以上這使得硅基材料被視為下一代陽極的理想候選材料
而硅材料在充放電過程中體積膨脹可達120%—300%,導(dǎo)致硅顆粒分化,SEI膜增厚破裂,會影響電池的首次充電效率和壽命SEI其實就是陽極的保護層,可以讓電池保持一段時間的穩(wěn)定,壽命很長
目前,納米硅是解決上述問題最常用的方法,但也帶來了一系列的缺點這些問題包括供應(yīng)短缺,合成過程困難且昂貴,電池壽命極短硅微米顆粒雖然可以解決成本高的問題,但后者會放大其他弊端因此,該技術(shù)的應(yīng)用受到了限制
可是現(xiàn)在,日本北陸前沿科技大學(xué)認為,他們已經(jīng)找到了解決困擾SiMPs的問題的方法據(jù)報道,研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種合成新型高彈性SiMP的整體方法這種新的微米級硅基陽極由黑色玻璃接枝硅組成
研究負責(zé)人Noriyoshi Matsumi表示,硅納米顆??赡軙峁└蟮挠行П砻娣e,但它也有自己的缺點,例如電解質(zhì)消耗增加,幾次充放電循環(huán)后初始庫侖效率較差。
SiMP是最合適,最廉價,最容易獲得的替代品,尤其是與具有特殊結(jié)構(gòu)特征的材料結(jié)合使用時我們的材料不僅性能好,而且便于大規(guī)模應(yīng)用他說
根據(jù)消息顯示,上述研究成果最近幾天發(fā)表在《材料化學(xué)雜志》上具體來說,該團隊設(shè)計了一種核殼材料,其核心由涂有碳層的SiMP組成然后,他們嫁接了硅黑色玻璃作為外殼
在科學(xué)家看來,這些結(jié)果為硅在下一代鋰離子電池中的應(yīng)用開辟了新的途徑Matsumi指出,新技術(shù)可以幫助彌合儲能領(lǐng)域?qū)嶒炇已芯亢凸I(yè)應(yīng)用之間的差距這對于低成本電動汽車的生產(chǎn)尤為重要
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