日前，東芬蘭大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，硅可以代替鋰離子電池陽極中的石墨，而不必使用納米顆粒。這可能會(huì)使鋰離子電池的陽極容量增加四倍。

鋰離子電池的應(yīng)用范圍廣泛，從智能手機(jī)到電動(dòng)汽車，如今已應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心，成為不間斷電源系統(tǒng)的一部分，但仍面臨著克服安全隱患的艱巨任務(wù)。

容量升級(jí)

硅的理論容量約為的4200mAh/g，而碳鋰只有大約370mAh/g。先前的研究估計(jì)，通過將石墨陽極(常規(guī)電流流入極化電氣裝置的電極)改變?yōu)楣瑁瑢㈦姵貑误w的能量密度提高10%-30%，同時(shí)還要考慮體積膨脹。

以前人們認(rèn)為，這樣的收益只能使用納米顆粒(這很難制造，非常昂貴，可能不安全)才能被使用。芬蘭東部大學(xué)研究論文“電化學(xué)陽極氧化多孔硅：用于鋰離子電池簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的陽極材料”的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是，10至20微米之間的顆粒適用于電池的制造。

研究人員TimoIkonen說：“在我們的研究中，我們能夠結(jié)合納米技術(shù)和微技術(shù)領(lǐng)域的最佳功能：納米級(jí)功能與微觀層次的可加工性，以及所有這些都不會(huì)影響性能。特斯拉電池中已經(jīng)使用少量硅來提高能源密度，但進(jìn)一步增加數(shù)量是非常困難的。”

Vesa-PekkaLehto教授補(bǔ)充說：“我們現(xiàn)在對(duì)鋰離子電池中大量使用硅所需的材料性能有了很好的了解。然而，我們使用硅片對(duì)于商業(yè)用途來說太貴了，這就是為什么我們正在研究從農(nóng)業(yè)廢物制造類似材料的可能性，例如大麥殼灰。”