钜大LARGE | 点击量：481次 | 2022年03月15日
研究发现添加石墨烯束能新增锂离子电池的使用寿命
UniversityofWarwick的研究人员通过加强石墨烯束的阳极结构，发现了一种用硅取代阳极中石墨的有效方法，从而提高了锂离子电池的容量，使其寿命延长了一倍以上。
通过添加石墨烯束，科学家成功解决了硅中固有的性能问题，硅是地壳中含量排名第二的元素，其重量是石墨的10倍，因此提高了电池的容量，并使其寿命延长了一倍以上。
在锂电池中，具有极高比容量的硅会受到容量衰减的困扰。由于其在锂化时体积膨胀，硅粒子可以以化学方式聚集在一起，产生绝缘界面层，由于硅在反复充电时本质上不具有足够的弹性以应付锂化应变，这可导致阳极复合材料微结构的破裂，粉化和快速物理降解。
然而，英国华威大学的研究人员发现了一种新型阳极混合物，这种混合物可以在工业规模上制造。研究人员分离几个连接的石墨烯层后，可以得到几层石墨烯（FLG）材料。
根据“自然科学报告”上的题为“硅-少量石墨烯（FLG）复合电极系统的相关阻抗研究”的研究报告，FLG材料可以显着改善用于阳极的较大尺寸硅颗粒的性能。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
因此，研究人员创建了60％微硅颗粒、16％FLG、14％钠/聚丙烯酸和10％碳添加剂的混合阳极，然后进行了100次充放电循环检查其性能以及材料结构的变化。
FLG的薄片增加了材料的弹性和拉伸性能，大大减少了锂在硅化过程中物理膨胀所造成的损害，华威大学工程学院的高级研究员MelanieLoveridge博士是该研究的带头人，他说：“更重要的是，这些FLG片也可以非常有效地保持硅颗粒之间的分离程度。”
研究小组已经开始与剑桥大学，CIC，Lithops和IIT（意大利理工学院），进一步研究这项由VartaMicro-innovations领导的为期两年的项目，生产硅/石墨烯复合材料，并用于高能和高功率的锂电池。
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