您当前的位置:北极星储能网  >  储能电池  >  锂电池 > 正文

新设计解决锂电池硅基阳极粉化难题

北极星储能网  来源:科技日报  作者:刘海英  2020/4/30 16:15:44  我要投稿  

北极星储能网讯:硅是目前最重要的半导体材料,但其应用范围远不止于此。美国能源部西北太平洋国家实验室研究人员设计了一种新颖的纳米结构,能够赋予硅非凡的强度,使其有望成为锂离子电池的阳极材料,成为石墨的升级版。研究人员在《自然·通讯》杂志上发表研究报告称,他们的成果是锂离子电池硅基阳极开发的一个飞跃,为其他类型电池材料设计提供了新的思路。

长期以来,石墨一直是锂电池的关键组成部分。这种碳导电且稳定,非常适合在充电时将锂离子填充到电池的阳极中。但随着对更高能量密度电池的需求不断增加,石墨基电极也需要升级,而硅被认为是一种很好的升级版材料。与石墨相比,硅可以吸收更多的锂,但问题是,硅在遇到锂时会大幅膨胀,可能会导致锂电池阳极破裂粉化。

为了克服硅基阳极粉化这一难题,西北太平洋国家实验室研究人员设计了一种新颖的纳米结构。他们将细小的硅颗粒聚集到直径约8微米的微球中,形成一种相当于红细胞大小的分层多孔硅结构。这种结构就像海绵一样,内部有空间来吸收膨胀压力。研究表明,这种分层多孔结构具有出色的电化学性能、机械强度和结构完整性,可用于高性能锂离子电池阳极,其可容纳的电荷也是典型石墨基阳极的两倍。

研究人员表示,他们设计的纳米结构不仅可以满足硅基阳极各方面的性能要求,也适用于包括压延在内的标准工业加工程序,可以为其他类型电池材料设计提供新的思路。下一步,他们将努力开发更具扩展性和经济性的硅微球制造方法,以便进行商业化应用,最终帮助提高电动汽车、电子设备和其他设备中锂离子电池的性能。硅是目前最重要的半导体材料,但其应用范围远不止于此。美国能源部西北太平洋国家实验室研究人员设计了一种新颖的纳米结构,能够赋予硅非凡的强度,使其有望成为锂离子电池的阳极材料,成为石墨的升级版。研究人员在《自然·通讯》杂志上发表研究报告称,他们的成果是锂离子电池硅基阳极开发的一个飞跃,为其他类型电池材料设计提供了新的思路。

长期以来,石墨一直是锂离子电池的关键组成部分。这种碳导电且稳定,非常适合在充电时将锂离子填充到电池的阳极中。但随着对更高能量密度电池的需求不断增加,石墨基电极也需要升级,而硅被认为是一种很好的升级版材料。与石墨相比,硅可以吸收更多的锂,但问题是,硅在遇到锂时会大幅膨胀,可能会导致锂电池阳极破裂粉化。

为了克服硅基阳极粉化这一难题,西北太平洋国家实验室研究人员设计了一种新颖的纳米结构。他们将细小的硅颗粒聚集到直径约8微米的微球中,形成一种相当于红细胞大小的分层多孔硅结构。这种结构就像海绵一样,内部有空间来吸收膨胀压力。研究表明,这种分层多孔结构具有出色的电化学性能、机械强度和结构完整性,可用于高性能锂离子电池阳极,其可容纳的电荷也是典型石墨基阳极的两倍。

研究人员表示,他们设计的纳米结构不仅可以满足硅基阳极各方面的性能要求,也适用于包括压延在内的标准工业加工程序,可以为其他类型电池材料设计提供新的思路。下一步,他们将努力开发更具扩展性和经济性的硅微球制造方法,以便进行商业化应用,最终帮助提高电动汽车、电子设备和其他设备中锂离子电池的性能。


原标题:新设计解决锂电池硅基阳极粉化难题

北极星储能网官方微信

分享到:
投稿联系:陈女士  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星储能网声明:此资讯系转载自合作媒体或互联网其它网站,北极星储能网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热点关注
【收藏】全国最新最全峰谷电价:14个地区价差超0.7元/kwh

【收藏】全国最新最全峰谷电价:14个地区价差超0.7元/kwh

7月2日,国家发改委印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》,明确指出加大峰谷电价实施力度,运用价格信号引导电力削峰填谷,利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,促进储能发展。该政策的出台,意味着储能峰谷价差套利模式获得官方认可。紧随其后,江苏、陕西也相继出台配套政策,

>>更多

新闻排行榜

今日

本周

本月

关闭

重播

关闭

重播

关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 在线帮助 | 联系我们 |

版权所有 © 1999- 北极星电力网(Bjx.Com.Cn) 运营:北京火山动力网络技术有限公司

京ICP证080169号京ICP备09003304号-2 京公网安备 11010502034458号电子公告服务专项备案

关闭

关闭