钜大LARGE | 点击量：692次 | 2021年09月02日
未来锂电池容量和充电速度会不会提高？
将来锂离子电池容量和充电速度会不会提高？锂离子电池容量和充电速率是两个紧要的电池局限，容量受限于电荷密度，即电池的两极能容纳多少锂离子，充电速率则受限于锂离子从电解液到达负极的速度。
采用硅和磷烯研发全新的复合物，用于制作锂离子电池的阳极，该材料非常高效，相较于当前的锂离子电池，新款阳极材料将电池的充电速度和电池容量分别提升了3倍和5倍，同时还降低了电池的整体重量。若仅将硅用作电池的阳极材料，会导致其循环稳定性较弱。
现有锂离子电池的负极由碳基的石墨烯片层层堆积而成，一个锂原子要适配6个碳原子。为了新增储电量，科学家曾尝试利用硅代替碳，以使硅可以适配更多锂，达到4个锂原子对应1个硅原子。然而，硅会在充电过程中显著扩展和缩小，从而引起充电容量的快速破碎和遗失，石墨烯片的形状也会制约电池的充电率。
为了稳定硅以保持最大的充电容量，他们在石墨烯片之间加入硅簇，利用石墨烯片的弹性配合电池使用中硅原子数量的变化，使得大量锂原子存储于电极中。硅簇的添加可使能量密度更高，同时也能降低因硅扩展和缩小引发的充电容量损失，可谓两全其美。
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