科学家研制基于硅混合阳极的高性能锂电池解决方案

导读：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。

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。

硅混合阳极材料的 SEM（扫描式电子显微镜）图像

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》。