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未來鋰離子電池容量和充電速度會不會提高?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年11月05日  

未來鋰離子電池容量和充電速度會不會提高?鋰離子電池容量和充電速率是兩個重要的電池局限,容量受限于電荷密度,即電池的兩極能容納多少鋰離子,充電速率則受限于鋰離子從電解液到達負極的速度。


采用硅和磷烯研發(fā)全新的復合物,用于制作鋰離子電池的陽極,該材料非常高效,相較于當前的鋰離子電池,新款陽極材料將電池的充電速度和電池容量分別提升了3倍和5倍,同時還降低了電池的整體重量。若僅將硅用作電池的陽極材料,會導致其循環(huán)穩(wěn)定性較弱。


現(xiàn)有鋰離子電池的負極由碳基的石墨烯片層層堆積而成,一個鋰原子要適配6個碳原子。為了新增儲電量,科學家曾嘗試利用硅代替碳,以使硅可以適配更多鋰,達到4個鋰原子對應1個硅原子。然而,硅會在充電過程中顯著擴展和縮小,從而引起充電容量的快速破裂和遺失,石墨烯片的形狀也會制約電池的充電率。


為了穩(wěn)定硅以保持最大的充電容量,他們在石墨烯片之間加入硅簇,利用石墨烯片的彈性配合電池使用中硅原子數(shù)量的變化,使得大量鋰原子存儲于電極中。硅簇的添加可使能量密度更高,同時也能降低因硅擴展和縮小引發(fā)的充電容量損失,可謂兩全其美。


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