三星電池采用石墨烯加硅陽(yáng)極組合 能量密度提升

三星技術(shù)研究所(SAIT)近日成功開(kāi)發(fā)出提升鋰電池容量的新方案，即使用石墨烯加硅陽(yáng)極組合，預(yù)計(jì)該方案將于不久后正式商用。

SAIT團(tuán)隊(duì)直接在硅陽(yáng)極材料表面涂上一層石墨烯，并使用化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝以避免碳化硅的形成，該工藝主要以二氧化碳為氧化劑。

研究人員稱(chēng)，由于石墨烯具有較好的導(dǎo)電和機(jī)械性能，因此其可以讓硅納米粒子左右滑動(dòng)，并防止硅納米粒子在電極空隙中擴(kuò)散。涂覆石墨烯的硅納米粒子使得電池容量提升的同時(shí)也保持較好的性能。

一旦與目前在售的鋰電池陰極配對(duì)，硅陽(yáng)極將允許鋰電池單元在200次充放電后，能量密度依然達(dá)到普通鋰電池的1.5至1.8倍。

除了能量密度得到提升外，由于電池陽(yáng)極的容量變化不足整個(gè)電池單元的10%，因此采用新方案的電池在安全性方面也不存在任何問(wèn)題。

此外，SAIT團(tuán)隊(duì)還強(qiáng)調(diào)，整個(gè)過(guò)程中最關(guān)鍵的是避免碳化硅的形成。碳化硅是一種較差的電絕緣體，且與鋰離子反應(yīng)不活躍，一旦其形成，將會(huì)阻礙鋰離子擴(kuò)散到硅相位中。經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)，SAIT團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)二氧化碳作為氧化劑，可以在避免碳化硅形成的同時(shí)降低反應(yīng)溫度。

SAIT表示，盡管上述方案目前仍作為一項(xiàng)科研項(xiàng)目，將其應(yīng)用到實(shí)際生活中尚需時(shí)日，不過(guò)未來(lái)如果電動(dòng)車(chē)采用這種技術(shù)后，其續(xù)航里程會(huì)得到大幅提升。