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电动车续航增长10倍用硅做电池的负极-【新闻】

发布时间:2021-04-05 16:03:37 阅读: 来源:蒸汽刷厂家

滑铁卢大学的研究人员研究出了新一代电池技术,可以生产出稳定的小体积,长续航电池,除了方便小型可穿戴设备安装,也能用于电动汽车。陈忠伟(音)是一名滑铁卢大学的化学工程师教授,也是整个项目的负责人,他带领的一组研究生团队所做的研究,据说可以大大提升电池的性能表现和使用寿命,远超市面上的锂离子电池。这一研究成果已经被刊登在《自然通讯》杂志上。

陈忠伟(左二)和团队成员

研究人员如何做到减小电池体积的情况下,还能保证长续航?答案是,他们使用了硅作为电池的负极材料并解决了材料弊端。

众所周知,石墨已经被长期使用在锂离子电池中作为负极材料。但是随着电池技术的提升,材料本身已经渐渐变成了电池性能发展的瓶颈,因为石墨储能量已经到达上限,研究机构开始转向新负极材料的搜寻,其中一个尝试就是采用硅作为电池负极。

在理论上,硅材料的比容量要远大于石墨材料。比容量数值的高低直接体现了单位重量电池所能放出的电量。目前商业化锂离子电池广泛使用的负极活性材料为石墨,比容量约为360mAh/g。滑铁卢大学选择使用的硅材料理论比容量达到了4200mAh/g,是石墨的10倍以上。陈忠伟表示,这意味着一辆电动车的单次充电续航可达500公里,并且比现在的电动车电池更小更轻,可以为车身减重。

但是将硅作为电池负极材料的尝试并不在少数,至今未能广泛应用的原因在于一些技术难关。我们知道,电池负极材料和电池的安全性也有很大的关联,而硅负极材料的短板在于安全性较差,充放电的体积变化极大。每一次充放,硅材料体积收缩膨胀率高达300%。每一次体积的增大和减小都会形成裂纹,降低电池的表现性能,造成短路,并且最终导致电池停止工作。

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