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美科學(xué)家找到可替代鋰離子電池中石墨的材料

鉅大LARGE  |  點擊量:726次  |  2021年09月14日  

最近,美國科學(xué)家找到一種方法,用硅海綿替代石墨作為可充電鋰離子電池內(nèi)的元件,借此可研制出持續(xù)時間更長且性能更強的電池,用于商用電子設(shè)備和電動汽車上。這項研究由萊斯大學(xué)和洛克希德馬丁公司攜手進行。研究人員指出,借用他們研發(fā)的這一過程,能將比自身重4倍的物體存儲在鋰中。


硅是地球上最常見的元素之一,能替代石墨作為電池內(nèi)的陽極。此前該團隊就發(fā)現(xiàn),多孔硅吸收鋰的能力是石墨的10倍多。這是因為硅吸收鋰離子后會延展,像海綿相同的構(gòu)造賦予了硅在電池內(nèi)部生長的余地,同時也不會對電池的性能造成損害。


研究人員稱,從一個標(biāo)準(zhǔn)的250微米厚的硅晶圓上,至少可以提取到4塊這樣的海綿。而其一旦被從硅晶圓上提取出來,上、下都是打開著的,通過將其浸入一個導(dǎo)電的聚合物黏結(jié)劑聚丙烯腈(PAN)內(nèi),就可大大增強其導(dǎo)電性。


科學(xué)家由此得到了一塊堅硬的薄膜,其能被依附到一個集電器上并放置于電池結(jié)構(gòu)內(nèi),并最終借用這一過程制造出了一款鋰離子電池,其放電能力高達每克1260毫安時,這使其使用壽命更長。


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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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