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从石榴身上汲取灵感,找到了突破硅锂电池组障碍的新办法

发表日期:2017-05-02 06:52 点击量:
这个团队决定从石榴身上汲取灵感来寻找新突破。研究生 Nian Liu,博士后 Zhenda Lu 是该团队的成员之一。他们利用了石油、油画及化妆品业常见的微乳剂技术将硅“蛋黄壳”聚集到一起形成群簇,,然后再用更厚的一层碳将每一群簇包裹起来—就 像石榴籽一样。碳壳保护了石榴群簇,为电流提供了一条稳定的高速公路。而每一个石榴群簇暴露的表面仅为内部纳米粒子摊开后表面的 1/10,因此与原来相比,与电解液接触的区域小了很多,产生的粘性物质自然也减少了,令电池组更可控。
这群不可见的碳壳硅“石榴”可做 成黑粉,涂抹在金属箔上就能形成阳极。实验表明,做到商用电池组性能所需的厚度时这些石榴电极仍表现很好,实验表明,这种阳极在充放电 1000 次之后电池组容量仍能维持 97%,已经接近于商用的要求次数,是锂电池组生产厂家能够量产的产品。据自然纳米科技报道,斯坦福大学及美国能源部 SLAC 国家加速器实验室的研究人员从石榴身上汲取灵感,找到了突破硅锂电池组障碍的新办法。
电池组是移动技术及电动车技术的发展瓶颈,一直以来未有大的突破,不过曙光似乎已经隐现,其中硅锂电池组被认为是突破电池组瓶颈的希望之一。但这种技术目前仍存在一些障碍。
我们的手机、平板及电动汽车都要用锂电池组。这些锂电池组普遍采用石墨阳极。所谓阳极,是指电池组充电时用来储能的东西。与石墨阳极相比,硅阳极的储能能力是前者的 10 倍。
但是硅阳极也有自身的缺点:脆弱。硅的脆弱会导致两个问题:
1)充电的时候硅会膨胀然后碎裂;
2)硅会与电池组的电解液产生反应,形成粘性物质,阳极被这些粘性物质裹住后性能会退化。
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