在硅電極上加入石墨烯，可使鋰電池壽命翻倍

（University of Warwick）的研究人員通過加強石墨烯束的陽極結構，發現了一種用硅取代陽極中石墨的有效方法，從而提高了鋰離子電池的容量，使其壽命延長了一倍以上。

通過添加石墨烯束，科學家成功解決了硅中固有的性能問題，硅是地殼中含量排名第二的元素，其重量是石墨的10倍，因此提高了電池的容量，並使其壽命延長了一倍以上。

在鋰電池中，具有極高比容量的硅會受到容量衰減的困擾。由於其在鋰化時體積膨脹，硅粒子可以以化學方式聚集在一起，產生絕緣界面層，由於硅在反覆充電時本質上不具有足夠的彈性以應付鋰化應變，這可導致陽極複合材料微結構的破裂，粉化和快速物理降解。

然而，英國華威大學的研究人員發現了一種新型陽極混合物，這種混合物可以在工業規模上製造。研究人員分離幾個連接的石墨烯層後，可以得到幾層石墨烯（FLG）材料。

根據「自然科學報告」上的題為「硅 - 少量石墨烯（FLG）複合電極系統的相關阻抗研究」的研究報告，FLG材料可以顯著改善用於陽極的較大尺寸硅顆粒的性能。

因此，研究人員創建了60％微硅顆粒、16％FLG、14％鈉/聚丙烯酸和10％碳添加劑的混合陽極，然後進行了100次充放電循環檢查其性能以及材料結構的變化 。

FLG的薄片增加了材料的彈性和拉伸性能，大大減少了鋰在硅化過程中物理膨脹所造成的損害，華威大學工程學院的高級研究員Melanie Loveridge博士是該研究的帶頭人，他說：「更重要的是，這些FLG片也可以非常有效地保持硅顆粒之間的分離程度。」

研究小組已經開始與劍橋大學，CIC，Lithops和IIT（義大利理工學院），進一步研究這項由Varta Micro-innovations領導的為期兩年的項目，生產硅/石墨烯複合材料，並用於高能和高功率的鋰電池。

來源：國際能源網

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