科学家研究基于硅混合阳极的高性能锂电池解决方案

硅混合阳极材料的 SEM（扫描式电子显微镜）图像

在锂离子电池中使用硅阳极，被视作该领域的一个重要挑战。与石墨阳极相比，硅的储能量可达到前者的十倍。若顺利得到应用，其有望将整个电芯的容量翻倍。遗憾的是，由于硅的性质不太稳定，科学家一直未能找到生产纯硅阳极的好方法。

为克服纯硅阳极的短板，东芬兰大学（UEF）的研究人员们开发了一种混合材料，特点是由介孔硅（PSi）和碳纳米管（CNT）组合而成。

UEF 教授 Vesa－Pekka Letho 表示说，该团队在锂离子电池研究上取得了激动人心的进展，希望他们的专业知识能够为这一领域做出突出的贡献。

值得一提的是，介孔硅微粒是由大麦壳的灰分制成的，工艺上使用了从植物体中提取无定形多孔硅的方法，且硅藻土中的灰分含量尤其高。

该校研究团队还使用了一种名为‘化学共轭’（Chemical Conjugation）的方法，可将具有适当极性的 PSi 和 CNT 材料结合到一起，以避免阻碍锂离子向硅中扩散。

科学家发现，通过使用正确的共轭方法，有助于改善阳极的导电性和耐久性。此外团队仍致力于开发基于固体电解质的纯硅阳极，以减轻锂离子电池和电解质界面上的安全隐患。

今年 3 月份的时候，团队已经在《科学报告》（Scientific Reports）上发表了其中一篇论文。

标题为《Conjugation with carbon nanotubes improves the performance of mesoporous silicon as Li－ion battery anode》。

此外在四月的《材料、化学和物理》（Materials， Chemistry， and Physics）期刊上，团队又发表了另一篇论文。

标题为《Cascading use of barley husk ash to produce silicon for composite anodes of Li－ion batteries》。