改進鋰離子電池的新一代陽極

加州大學河濱分校(University of California，Riverside)的研究人員發(fā)明了一種新的硅錫納米復合陽極，這種陽極可以導致鋰離子電池在其使用壽命結(jié)束前充電和放電更多次。 更持久的電池可以用于從手持電子設(shè)備到電動汽車的一切。

標題為“錫納米粒子作為硅陽極中一種有效的導電添加物”的一篇論文于本周三（8月3日）發(fā)表在《科學報告》雜志上。 該項目由UCR的Bourns工程學院機械工程和材料科學與工程副教授Lorenzo Mangolini領(lǐng)導。

鋰離子電池是個人電子產(chǎn)品中最受歡迎的可充電電池，由三個主要部分組成：陽極、陰極和溶解在有機溶劑中的鋰鹽。 雖然石墨是大多數(shù)陽極的首選材料，但它的性能是制造更好的電池和擴大其應用的限制因素。

硅和錫都被認為是石墨陽極的新型高性能替代品。 在目前的研究中，Mangolini的小組首次表明，將這兩種材料結(jié)合成一種單一的復合材料會導致電池性能的顯著改善。 硅錫納米復合材料除了將石墨提供的充電容量增加三倍外，在許多充放電循環(huán)中也是非常穩(wěn)定的，基本上延長了其使用壽命。 這些特性，再加上一個簡單的制造過程，可以幫助擴大鋰離子電池，用于下一代車輛。

“鋰離子電池在電動汽車和航空航天應用領(lǐng)域越來越受歡迎，但在我們看到大規(guī)模采用之前，顯然有必要緩解范圍焦慮——擔心一輛汽車沒有足夠的電荷到達目的地。 任何能夠提供幫助的技術(shù)都是值得歡迎的，只要它簡單且可擴展，而且我們的技術(shù)符合這兩個標準?！?/p>

曼戈里尼說，在硅中加入錫，而不是另一種導電材料，如炭黑，可以避免硅的低電導率，而不會減少儲能。

“這兩種材料之間的協(xié)同效應導致電池單獨超過兩種成分的性能，這是錫的高導電性和良好的儲能能力的結(jié)果。 他說：“只要加入少量的錫，重量就可以達到2%。