鋰離子電池中的硅顯示出巨大的前景。

根據(jù)一項(xiàng)新的研究，硅-地殼中第二大元素-在鋰離子電池中顯示出巨大的前景。通過(guò)用硅替代石墨陽(yáng)極，可以使陽(yáng)極容量增加四倍。

在一個(gè)氣候零負(fù)荷的社會(huì)，可再生能源和無(wú)排放能源，如風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電，將日益普及。然而，這些來(lái)源的能源供應(yīng)是間歇性的，需要技術(shù)解決方案，以便在不晴朗或無(wú)風(fēng)的時(shí)候保證能源的可用性。此外，在運(yùn)輸中形成的無(wú)排放能量的轉(zhuǎn)換需要用于儲(chǔ)能的特定解決方案，并且鋰離子電池被認(rèn)為具有最佳潛力。

東芬蘭大學(xué)的研究人員引入了用硅替代鋰離子電池陽(yáng)極中使用的石墨的新技術(shù)。該研究分析了電化學(xué)生產(chǎn)的納米多孔硅用于鋰離子電池的適用性。通常理解，為了使硅在電池中工作，需要納米顆粒，并且這對(duì)材料的生產(chǎn)、價(jià)格和安全性帶來(lái)了自己的挑戰(zhàn)。然而，研究的主要發(fā)現(xiàn)之一是尺寸在10微米到20微米之間且具有恰當(dāng)?shù)目紫堵实念w粒實(shí)際上是最適合用于電池的。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是重要的，因?yàn)槲⒚壮叽绲念w粒比納米顆粒更容易和更安全。從電池材料可回收性的角度來(lái)看，這也是重要的。研究結(jié)果發(fā)表在ScientificReports上。

東芬蘭大學(xué)的TimoIkonen研究員說(shuō)：“在我們的研究中，我們能夠結(jié)合納米技術(shù)和微型技術(shù)：納米級(jí)功能與微觀層次的可加工性以及所有這些功能，而不影響性能?！疤厮估姵刂幸呀?jīng)使用了少量的硅來(lái)增加能源密度，但是進(jìn)一步增加數(shù)量是非常有挑戰(zhàn)性的?！彼^續(xù)說(shuō)道。

接下來(lái)，研究人員將硅與少量碳納米管結(jié)合起來(lái)，以進(jìn)一步增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性和機(jī)械耐用性。

“我們現(xiàn)在對(duì)鋰離子電池中大量使用硅的材料性能有很好的了解，但是我們使用的硅太貴了，因此我們現(xiàn)在正在研究從農(nóng)業(yè)廢料，例如大麥殼灰中制造類似材料的可能性，Vesa-PekkaLehto教授解釋說(shuō)。