东芬兰大学研发混合材料提升锂离子电池硅阳极性能 将电池容量提升2倍

虽然用硅将锂离子电池中的石墨取代后，有利于提升电池容量。不过，硅也有很多缺点。为此，东芬兰大学的研究人员提出了一种混合材料。

据外媒报道，东芬兰大学（theUniversityofEasternFinland）的研究人员研发了一种新型混合材料，由介孔硅微粒和碳纳米管混合而成，可以改善锂离子电池中硅的性能。电池技术的进步对可持续发展和实现气候中和来说至关重要。

全球的国家和公司都在寻求新型可持续性技术，以从运输、消费品生产到能源生产都可实现气候中立。一旦生产出绿色能源，就要存储起来，以便用于便携式应用，在此过程中，电池技术在绿色能源消费中是一种可行的替代方法。

未来，硅会逐渐取代碳，成为锂离子电池的阳极材料，因为硅的容量是石墨的十倍，而现在锂离子电池中的阳极材料就是石墨。虽然，在阳极上使用硅能够让整个电池的容量加倍，但是，硅材料的不稳定性也给电池技术带来了严峻的挑战。此外，现在没有技术可以只用硅生产出可行的电池阳极。

为了尽量减小高充电速率对硅阳极容量造成影响，东芬兰大学的研究人员研发了一种介孔硅（PSi）微粒和碳纳米管（CNT）制成的混合材料。研究人员认为，此种复合材料要正极性的PSi和CNT以化学方式结合才可实现，才不会阻止锂离子向硅扩散。选择合适的偶联剂，就可提高材料的导电性以及机械耐久性。此外，该混合材料中的PSi微粒由大麦壳灰制成，可将阳极材料的碳足迹实现最小化，支持阳极材料的可持续性。通过在植物岩上应用简单的镁热还原工艺，就可以生产出硅。植物岩是一种非晶形多孔硅结构，在大麦壳灰中储量丰富。

下一步，研究人员将生产全硅阳极与固体电解质，以解决与锂离子电池有关的安全问题以及有固体电解质界面（SEI）不稳定有关的挑战。

东芬兰大学研发混合材料提升锂离子电池硅阳极性能将电池容量提升2倍