中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:硅納米纖維,僅為人類(lèi)頭發(fā)粗細(xì)的百分之一,它有可能將鋰電池比能(即每單位重量的電池釋放的能量)提高數(shù)倍。
掃描電子顯微鏡圖像:(a) 干燥后的二氧化硅納米纖維,(b) 在高放大倍數(shù)下的二氧化硅納米纖維,(c)腐蝕后的硅納米纖維,(d) 在高放大倍數(shù)下的硅納米纖維。
研究人員制備硅納米纖維,僅為人類(lèi)頭發(fā)粗細(xì)的百分之一,在電動(dòng)汽車(chē)和個(gè)人電子產(chǎn)品的電池方面有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。
來(lái)自加利福尼亞大學(xué)河濱分校伯恩斯工程學(xué)院的研究員已經(jīng)為鋰離子電池開(kāi)發(fā)出一種像紙一樣的新材料。它有可能將比能(即每單位重量的電池釋放的能量)提高數(shù)倍。
這種類(lèi)紙材料由像海綿一樣的硅納米纖維組成,它比人的頭發(fā)細(xì)100倍,可用于電動(dòng)汽車(chē)和個(gè)人電子產(chǎn)品的電池方面。
納米纖維的制備主要利用一種電紡技術(shù),即在轉(zhuǎn)筒和噴嘴之間加20000-40000V之間的電壓,由噴嘴發(fā)出原硅酸四乙酯(TEOS,一種常用語(yǔ)半導(dǎo)體行業(yè)的化合物)溶液。然后,將納米纖維暴露在鎂蒸汽中從而產(chǎn)生像海綿一樣的硅纖維結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)生產(chǎn)的鋰離子電池陽(yáng)極是用涂有石墨、導(dǎo)電添加劑和聚合物粘結(jié)劑形成的混合物的銅箔。但是,由于石墨的性能已經(jīng)幾乎消耗殆盡,研究人員正在嘗試用其他材料,如硅,具有特定的性能,每單位重量的電池能產(chǎn)生高于石墨大約10倍的電荷。
硅的問(wèn)題是有明顯的體積膨脹,可迅速降低電池的性能。Ozkan實(shí)驗(yàn)室制備的硅納米纖維的特殊結(jié)構(gòu)中繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題,使得電池可循環(huán)數(shù)百次使用,并且沒(méi)有顯著下降。
Favors:“不再需要金屬電流收集器和惰性聚合物粘結(jié)劑而轉(zhuǎn)向高比能的材料,如硅將大大提高電動(dòng)汽車(chē)的功能范圍。”