新型聚合物真的能提高能量密度和锂离子电池的稳定性吗？

随着电池完成其电源循环，电池阳极中的硅会显着膨胀和收缩，从而限制了其在商业上的应用潜力。

这些在充电和放电过程中重复的体积变化(称为锂化和脱锂)最终会导致电池内部的结构损坏。随着时间的流逝，这种退化的影响可能导致不稳定，例如爆炸，并缩短电池寿命。

但是，研究人员采用了一种新的策略，该策略可以使硅保留能够实现出色能量传递的弹性，同时还能保持电池电极的最终完整性。

Wang说：我们发现，假如用超弹性凝胶聚合物电解质(GPE)的垫子围绕硅基阳极，它可使硅保持稳定，因此颗粒不会在电极内移位。

王说，这种独特的方法结合了两个方面的优点。GPE由响应其弹性的软醚结构域和防止聚合物过度溶胀的硬环结构域组成。

他说：这是一种新方法，其中两个组件协同工作以使GPE适当膨胀和收缩，同时保持硅阳极结构稳定。

通过规避目前硅基阳极存在的问题，研究人员估计这项工作可以使锂离子电池内的能量存储新增20%。

Wang说：这是一项使能技术，可以在阳极中使用纯硅。传统上，仅使用5%的硅，因此材料的增强效果受到限制。但是通过使用这种方法，用纯硅替代它将大大提高电池的容量和能量密度。

作为宾夕法尼亚州立大学电池与储能技术(BEST)中心的研究员，这项工作代表了Wang在该领域的最新贡献。

这项工作无疑是为电动汽车或小型电子产品制造更好的电池的一种方法。通过硅和GPE的结合，这是创建下一代锂离子电池的途径。