改进锂离子电池的新一代阳极

2020-04-01 09:37:40 编辑：来源：

导读加州大学河滨分校(University of California，Riverside)的研究人员发明了一种新的硅锡纳米复合阳极，这种阳极可以导致锂离子电池在其使用寿命结束前充电和放电更多次。更持久的电池可以用于从手持电子设备到电动汽车的一切。标题为“锡纳米粒子作为硅阳极中一种有效的导电添加物”的一篇论文于本周三（8月3日）发表在《科学报告》杂志上。该项目由UCR的Bourns工程学院机

加州大学河滨分校(University of California，Riverside)的研究人员发明了一种新的硅锡纳米复合阳极，这种阳极可以导致锂离子电池在其使用寿命结束前充电和放电更多次。更持久的电池可以用于从手持电子设备到电动汽车的一切。

标题为“锡纳米粒子作为硅阳极中一种有效的导电添加物”的一篇论文于本周三（8月3日）发表在《科学报告》杂志上。该项目由UCR的Bourns工程学院机械工程和材料科学与工程副教授Lorenzo Mangolini领导。

锂离子电池是个人电子产品中最受欢迎的可充电电池，由三个主要部分组成：阳极、阴极和溶解在有机溶剂中的锂盐。虽然石墨是大多数阳极的首选材料，但它的性能是制造更好的电池和扩大其应用的限制因素。

硅和锡都被认为是石墨阳极的新型高性能替代品。在目前的研究中，Mangolini的小组首次表明，将这两种材料结合成一种单一的复合材料会导致电池性能的显著改善。硅锡纳米复合材料除了将石墨提供的充电容量增加三倍外，在许多充放电循环中也是非常稳定的，基本上延长了其使用寿命。这些特性，再加上一个简单的制造过程，可以帮助扩大锂离子电池，用于下一代车辆。

“锂离子电池在电动汽车和航空航天应用领域越来越受欢迎，但在我们看到大规模采用之前，显然有必要缓解范围焦虑——担心一辆汽车没有足够的电荷到达目的地。任何能够提供帮助的技术都是值得欢迎的，只要它简单且可扩展，而且我们的技术符合这两个标准。”

曼戈里尼说，在硅中加入锡，而不是另一种导电材料，如炭黑，可以避免硅的低电导率，而不会减少储能。

“这两种材料之间的协同效应导致电池单独超过两种成分的性能，这是锡的高导电性和良好的储能能力的结果。他说：“只要加入少量的锡，重量就可以达到2%。

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