中美研究人員合作研發新電極 使鋰離子電池陽極硅含量達到92%

據外媒報道，中國浙江農林大學(Zhejiang A&F University)、華中科技大學(HUST)與斯坦福大學(Stanford University)的一組研究人員為鋰離子電池研發了一種無粘結劑、靈活、獨立的電極，其中的硅含量達到了前所未有的92%。

此種結構使鋰離子電池的電極比容量達到了超高的2700 mAh g？1，具備良好的循環穩定性， 300次循環后，比容量大于2000 mAh g？1，硅含量仍高達85%。而且實際商業水平容量達5.58 mAh cm？2。

為了滿足下一代移動電子設備和電動汽車等關鍵應用的需求，研發重量更輕、容量更大、使用壽命更長的鋰離子電池(LIB)被認為是重要的戰略。而在理論上，硅的比容量達3579 mAh g？1 (Li15Si4)，是非常有前景的陽極材料，可用于下一代鋰離子電池中，因而受到廣泛關注。

不過，由于在運行時硅的體積變化較大(>300%)，而且導電性差，極大地限制了電極的穩定性和動力學過程。事實上，為了保持電極的穩定性，電池行業不得不在商用電池陽極中使用相對較少的硅。

在此次研究中，研究人員研發了一種基于纖維素的拓補微漩渦結構，使電極中的硅含量達到了92%，這是前所未有的記錄，而且整個電極都無需粘結劑，研究人員還研究了該電極作為靈活、無粘結劑且獨立的陽極，用于鋰離子電池中。

在該硅CNT(碳納米管)碳微漩渦(Si@CNT/C-microscroll)設計中，碳涂層硅納米顆粒被固定在導電碳納米管上，隨后被放置在纖維素碳輥中，碳輥中有足夠的空隙讓硅體積膨脹，因而能夠讓高反應活性的硅得以均勻分散。

(關鍵字：鋰離子電池 陽極硅)