在硅電極上加入石墨烯能讓鋰電池壽命翻倍嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-16 09:44
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在鋰電池中，具有極高比容量的硅會(huì)受到容量衰減的困擾。由于其在鋰化時(shí)體積膨脹，硅粒子可以以化學(xué)方式聚集在一起，產(chǎn)生絕緣界面層，由于硅在反復(fù)充電時(shí)本質(zhì)上不具有足夠的彈性以應(yīng)付鋰化應(yīng)變，這可導(dǎo)致陽(yáng)極復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)的破裂，粉化和快速物理降解。
然而，英國(guó)華威大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型陽(yáng)極混合物，這種混合物可以在工業(yè)規(guī)模上制造。研究人員分離幾個(gè)連接的石墨烯層后，可以得到幾層石墨烯（FLG）材料。
根據(jù)“自然科學(xué)報(bào)告”上的題為“硅 - 少量石墨烯（FLG）復(fù)合電極系統(tǒng)的相關(guān)阻抗研究”的研究報(bào)告，F(xiàn)LG材料可以顯著改善用于陽(yáng)極的較大尺寸硅顆粒的性能。
因此，研究人員創(chuàng)建了60％微硅顆粒、16％FLG、14％鈉/聚丙烯酸和10％碳添加劑的混合陽(yáng)極，然后進(jìn)行了100次充放電循環(huán)檢查其性能以及材料結(jié)構(gòu)的變化 。
FLG的薄片增加了材料的彈性和拉伸性能，大大減少了鋰在硅化過(guò)程中物理膨脹所造成的損害，華威大學(xué)工程學(xué)院的高級(jí)研究員Melanie Loveridge博士是該研究的帶頭人，他說(shuō)：“更重要的是，這些FLG片也可以非常有效地保持硅顆粒之間的分離程度。”
研究小組已經(jīng)開始與劍橋大學(xué)，CIC，Lithops和IIT（意大利理工學(xué)院），進(jìn)一步研究這項(xiàng)由Varta Micro-innovations領(lǐng)導(dǎo)的為期兩年的項(xiàng)目，生產(chǎn)硅/石墨烯復(fù)合材料，并用于高能和高功率的鋰電池。
