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加州大学开发出的硅阳极锂离子电池

更新时间:2014-07-15 18:38:18 点击: 编辑:锂辉电池

  传统锂离子电池采用了石墨作为阳极,但人们普遍认为,这种材料的性能已经达到了极限,因此研究人员正在努力寻找潜在的替代品。尽管有不少研究将重点放在了纳米硅上,但是其仍然面临着量产难和退化快的问题。不过加州法学河滨分校的团队却成功地克服了这一难关,并开发出了利用沙子作为锂离子电池阳极的方法。

硅阳极锂离子电池从沙转变成纳米硅的原理图
 
  加州大学河滨分校致力于利用沙子开发出更好的锂离子电池。其在原料研磨到纳米尺度之前,先经过一系列的纯化步骤(看起来像糖粉)—提纯研磨后的粉末与盐、镁共同加热—盐扮演了吸热剂的角色,而镁元素则会去除掉石英中的氧元素,从而提炼出纯硅。更重要的是,在上述过程中,其形成了一致性的、具有多孔和三维海绵状的纯纳米硅。而孔隙又是改进电池阳极性能的关键—因为它提供了更大的表面积,并允许锂离子更迅速地行进。
 
  加州大学河滨分校团队已经开发出了一颗硬币般大小、使用新型硅纳米阳极的成品。它比传统锂离子电池有着更显着的性能(3倍电池容量),有助于减少移动电话的充电间隔、或者电动汽车等设备昂贵的更换费用。目前,加州大学河滨分校正在寻找量产方法,并把硬币大小的锂离子电池提升到手机电池那么大。该技术已经申请专利。

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