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阿尔伯塔大学开发硅负极涂层 以延长锂离子电池续航时间

阿尔伯塔大学开发硅负极涂层 以延长锂离子电池续航时间

发表于 2022-07-18 汽车产业观察网 责任编辑:刘慧

锂离子电池可以为电动汽车和手机等日常必需品提供动力。据外媒报道,阿尔伯塔大学(University of Alberta)的研究人员希望,通过改进锂离子电池中的特定成分,延长两次充电之间的续航时间。

(图片来源:艾尔伯塔大学)

Jasper Woodard教授等人尝试在负极上用硅替代石墨。负极材料是锂离子电池储存锂的主体。石墨是碳的一种形式,由于储量丰富、安全、功率输出高,被广泛应用于电池中。但是,其容量无法与硅相比。

Woodard表示:“硅可与10倍多的锂离子发生反应,从而产生更多的电荷容量。如果能够完全用硅代替石墨作为负极,电动汽车的能量输出有望增加34%。”硅和碳一样,储量丰富,成本低,而且安全,已经用于一些个人电子产品,并将很快应用于新的梅赛德斯-奔驰电动汽车发动机,“所以确实有潜力”。

然而,硅材料也存在一定的缺陷。“随着储存的锂越来越多,硅也会发生膨胀,然后收缩。这会导致电池破裂,从而缩短电池寿命。”为了减轻这种影响,研究人员在硅上测试不同的分子涂层,以保护硅免受膨胀带来的有害反应。使用表面涂层,还有助于防止硅破损,失去与电池电芯的接触,进而无法提供电力。

目前为止,这项工作已经确定并消除了某些被认为具有潜力但效果不佳的涂层。此外,研究表明,表面涂层可以改善低质量硅的性能,但目前还不足以投入商用。研究人员认为,在提高电池寿命稳定性方面,这些发现有助于缩小未来的研究和投资范围。