在鋰電池中，具有極高比容量的硅會受到容量衰減的困擾。由于其在鋰化時體積膨脹，硅粒子可以以化學方式聚集在一起，產(chǎn)生絕緣界面層，由于硅在反復充電時本質上不具有足夠的彈性以應付鋰化應變，這可導致陽極復合材料微結構的破裂，粉化和快速物理降解。

 

　　然而，英國華威大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型陽極混合物，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)“自然科學報告”上的題為“硅 - 少量石墨烯（FLG）復合電極系統(tǒng)的相關阻抗研究”的研究報告，F(xiàn)LG材料可以顯著改善用于陽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％碳添加劑的混合陽極，然后進行了100次充放電循環(huán)檢查其性能以及材料結構的變化 。

 

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程中物理膨脹所造成的損害，華威大學工程學院的高級研究員Melanie Loveridge博士是該研究的帶頭人，他說：“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，CIC，Lithops和IIT（意大利理工學院），進一步研究這項由Varta Micro-innovations領導的為期兩年的項目，生產(chǎn)硅/石墨烯復合材料，并用于高能和高功率的鋰電池。雖然高容量的Si負極材料的應用逐漸普及，但石墨負極憑借著優(yōu)異的電化學性能仍然是目前主流的鋰離子電池負極材料。在充電過程中Li+從正極脫出經(jīng)過電解液擴散到負極表面嵌入到石墨負極內部，放電的過程則正好相反，石墨材料的嵌鋰電位與金屬Li接近，這一方面能夠有效的提高鋰離子電池的電壓，從而提高能量密度，但是另一方面也導致目前常規(guī)的碳酸酯類電解液會在石墨負極表面發(fā)生還原分解，從而導致活性Li的消耗，眾多的研究表明電解液在負極表面的分解是造成鋰離子電池容量衰降的重要原因，因此石墨負極材料的選擇對于提升鋰離子電池的壽命特性具有重要的意義。雖然高容量的Si負極材料的應用逐漸普及，但石墨負極憑借著優(yōu)異的電化學性能仍然是目前主流的鋰離子電池負極材料。在充電過程中Li+從正極脫出經(jīng)過電解液擴散到負極表面嵌入到石墨負極內部，放電的過程則正好相反，石墨材料的嵌鋰電位與金屬Li接近，這一方面能夠有效的提高鋰離子電池的電壓，從而提高能量密度，但是另一方面也導致目前常規(guī)的碳酸酯類電解液會在石墨負極表面發(fā)生還原分解，從而導致活性Li的消耗，眾多的研究表明電解液在負極表面的分解是造成鋰離子電池容量衰降的重要原因，因此石墨負極材料的選擇對于提升鋰離子電池的壽命特性具有重要的意義。