鋰離子電池中的硅顯示出巨大的前景。

根據(jù)一項新的研究，硅-地殼中第二大元素-在鋰離子電池中顯示出巨大的前景。通過用硅替代石墨陽極，可以使陽極容量增加四倍。

在一個氣候零負(fù)荷的社會，可再生能源和無排放能源，如風(fēng)能和太陽能發(fā)電，將日益普及。然而，這些來源的能源供應(yīng)是間歇性的，需要技術(shù)解決方案，以便在不晴朗或無風(fēng)的時候保證能源的可用性。此外，在運(yùn)輸中形成的無排放能量的轉(zhuǎn)換需要用于儲能的特定解決方案，并且鋰離子電池被認(rèn)為具有最佳潛力。

東芬蘭大學(xué)的研究人員引入了用硅替代鋰離子電池陽極中使用的石墨的新技術(shù)。該研究分析了電化學(xué)生產(chǎn)的納米多孔硅用于鋰離子電池的適用性。通常理解，為了使硅在電池中工作，需要納米顆粒，并且這對材料的生產(chǎn)、價格和安全性帶來了自己的挑戰(zhàn)。然而，研究的主要發(fā)現(xiàn)之一是尺寸在10微米到20微米之間且具有恰當(dāng)?shù)目紫堵实念w粒實際上是最適合用于電池的。這個發(fā)現(xiàn)是重要的，因為微米尺寸的顆粒比納米顆粒更容易和更安全。從電池材料可回收性的角度來看，這也是重要的。研究結(jié)果發(fā)表在ScientificReports上。

東芬蘭大學(xué)的TimoIkonen研究員說：“在我們的研究中，我們能夠結(jié)合納米技術(shù)和微型技術(shù)：納米級功能與微觀層次的可加工性以及所有這些功能，而不影響性能。“特斯拉電池中已經(jīng)使用了少量的硅來增加能源密度，但是進(jìn)一步增加數(shù)量是非常有挑戰(zhàn)性的。”他繼續(xù)說道。

接下來，研究人員將硅與少量碳納米管結(jié)合起來，以進(jìn)一步增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性和機(jī)械耐用性。

“我們現(xiàn)在對鋰離子電池中大量使用硅的材料性能有很好的了解，但是我們使用的硅太貴了，因此我們現(xiàn)在正在研究從農(nóng)業(yè)廢料，例如大麥殼灰中制造類似材料的可能性，Vesa-PekkaLehto教授解釋說。