中国储能网讯:石墨作为电池的一极已经活跃在电池市场上数十载,包括最新的锂离子电池也离不开它的身影。但是,它淡出“江湖”的日子恐怕是不远了。
美国斯坦福大学材料科学与工程系助理教授崔屹研制的用硅纳米线做阳极的锂电池,理论储电能力是传统的石墨锂电池的10倍。也就是说,普通锂电池一次充电可供电动车行驶200英里,而配备了硅纳米线锂电池的电动车在一次充电后可至少行驶380英里。锂离子电池的容量由电池阳极所能附着的锂离子数量决定,传统的阳极使用的是石墨材料。而硅材料的吸附能力远大于石墨材料。为了增强锂电池的储电能力,硅曾被应用到电池上来取代石墨,但是,硅也有它的缺点。在普通的充电过程中,带正电的锂离子储存在碳基的阳极上。在电池放电过程中,锂离子流动到阴极。在锂电池的充电和放电过程中,硅的膨胀和收缩会导致硅粉化或者折断,从而使电池丧失使用价值。
而崔屹教授研制的以硅纳米线为阳极的锂离子电池就避免了用纯硅为阳极的易破裂现象,因为硅纳米线有更好的柔韧度。而且这种电池还达到了纯硅阳极电池的储电能力。除了更好的柔韧性,硅纳米线也为锂离子提供了更大附着表面积。这一发明不仅意味着电池容量提高10倍,而且大大延长了锂电池的使用寿命。虽然没有透露获得硅纳米线的具体过程,但是崔屹教授表示,他已经能够用更易导的材料和更廉价的催化剂来在短时间内得到大量硅纳米线。