據(jù)外媒報(bào)道,阿爾伯塔大學(xué)(University">
阿爾伯塔大學(xué)化學(xué)家兼納米能源材料加拿大研究講座教授(Canada Research Chair)Jillian Buriak表示:“我們想要開展多種測(cè)試,查看不同尺寸的硅納米顆粒對(duì)電池內(nèi)部碎裂的不同影響?!?/p>
對(duì)于大容量電池而言,硅的應(yīng)用潛力較大,因?yàn)樵摽畈牧系膬?chǔ)量豐富,相較于石墨,電池內(nèi)硅材料對(duì)鋰離子的吸納量更大。但在多次充放電后,硅容易出現(xiàn)碎裂或斷裂,因?yàn)樵摬牧显谖{及釋放鋰離子后,自身會(huì)膨脹和收縮,易出現(xiàn)裂痕。
據(jù)當(dāng)前的研究表明,若將硅制成納米級(jí)顆粒、線狀或管狀物,有助于防止其碎裂。Buriak及其團(tuán)隊(duì)想要了解,這類結(jié)構(gòu)的體積需要達(dá)到何種程度才能實(shí)現(xiàn)硅材料性質(zhì)的最優(yōu)化并盡可能降低其不利影響。
研究人員將硅納米顆粒物分為四種不同的尺寸,將其均勻地分散在高導(dǎo)電性石墨烯氣溶膠(highly conductive graphene aerogels),后者帶有納米級(jí)孔隙,該結(jié)構(gòu)可彌補(bǔ)硅導(dǎo)電性的不足。她們發(fā)現(xiàn),在直徑1米的范圍內(nèi),存在30億個(gè)納米級(jí)顆粒,在多次充放電后,可提供長期的穩(wěn)定性。
Buriak解釋道:“隨著顆粒物尺寸的縮小,我們發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力的管控力增強(qiáng),因?yàn)榭苫阡嚨暮辖鸹c去合金化(alloying and dealloying)‘呼吸(breathes)’。”
該研究表明,該技術(shù)可用于各類依賴于電池儲(chǔ)能設(shè)備的各類應(yīng)用中。想象下,若用戶電動(dòng)車的車載電池尺寸與特斯拉電池尺寸相同,但其續(xù)航里程數(shù)或?qū)⑻嵘?0倍,其充電時(shí)間或?qū)⒖s短為之前的1/10,而車載電池的重量也只有之前的1/10。
(責(zé)編:肖蒙蒙)
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