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領導。

鋰離子電池是個人電子產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都是值得歡迎的，只要它簡單且可擴展，而且我們的技術符合這兩個標準。”

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果。 他說：“只要加入少量的錫，重量就可以達到2%。