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，可以使陽極容量新增四倍。

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

東芬蘭大學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。該研究分析了電化學生產(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，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，研究的重要發(fā)現(xiàn)之一是尺寸在10微米到20微米之間且具有恰當?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。研究結果發(fā)表在ScientificReports上。

東芬蘭大學的TimoIkonen研究員說：“在我們的研究中，我們能夠結合納米技術和微型技術：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)使用了少量的硅來新增能源密度，但是進一步新增數(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合起來，以進一步增強材料的導電性和機械耐用性。

“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。