1. 首页
  2. 石墨烯新闻

可使电动汽车电池寿命加倍的石墨烯电池技术

可使电动汽车电池寿命加倍的石墨烯电池技术

自索尼最初推出锂离子电池以来,石墨一直是阳极的默认选择;但研究人员和制造商长期以来一直在寻找用硅取代石墨的方法,因为硅是一种储量丰富的元素,其重量能量密度是石墨的10倍。不幸的是,硅的性能问题继续限制其商业开发。

由于锂化过程中的体积膨胀,硅颗粒可以通过电化学方式团聚,从而随着时间的推移阻碍进一步的充放电效率。硅在反复充电时,其固有弹性也不足以应对锂化应变,导致阳极复合微结构的开裂、粉碎和快速物理降解。这大大有助于能力减弱,随着退化的事件发生在柜台上电极–负极。

许多方法都试图克服这些问题。例如,纳米级和结构硅颗粒与微米级石墨烯的结合,但这被证明并不令人满意。使用纳米硅颗粒可以显著增加可用的反应表面数量。

这就导致了在第一次充电周期中有更多的锂沉积在硅上,从而在硅和电解质之间形成了固态电解质间的屏障,从而大大减少了锂的库存。

这一层也继续生长在硅上,所以锂的损失是连续的。其他方法将其他材料如石墨烯在不同大小的大型–规模生产被认为是不切实际的。

然而,国外已经开发出一种硅和一种化学改性石墨烯的新型阳极混合材料,可以解决这些问题,并制造出可行的硅阳极锂离子电池。这种方法可以在工业规模上制造,而不需要求助于硅的纳米尺寸及其相关问题。

石墨烯当然是一种单层、单原子厚度的矿物石墨。然而,分离和操作几层相互连接的石墨烯也是可能的,这就产生了一种研究人员称之为“少数层石墨烯”(FLG)的材料。

之前的研究已经在纳米硅上测试了FLG的使用,但是这项新的研究发现,在阳极上使用FLG还可以显著提高更大的微米硅颗粒的性能。如此之多,以至于这种混合物可以显著延长锂离子电池的寿命,并提供更大的电力能力。

研究人员将60%的微硅颗粒、16%的FLG、14%的钠/聚丙烯酸和10%的碳添加剂混合制成阳极,然后在100个充放电循环中检测其性能。

原创文章,作者:石墨烯资讯,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/21031.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注