近日，一種全新結(jié)構(gòu)的鋰離子電池用硅負(fù)極在美國(guó)誕生。據(jù)悉，這種硅負(fù)極不僅能使鋰電池比容量大增，壽命也能得到相應(yīng)增長(zhǎng)，是最有望取代碳的新型負(fù)極材料。
    據(jù)報(bào)道，該項(xiàng)研究成果由美國(guó)斯坦福大學(xué)及斯坦福國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的學(xué)者共同創(chuàng)造。主要原理是將硅納液混合，并通過靜電紡絲技術(shù)制備出納米纖維，然后在其表面添加聚苯乙烯的碳化物，最后用氫氟酸除去二氧化硅，得到廉價(jià)的含有硅納米粒子的碳納米管。
    根據(jù)相關(guān)化學(xué)原理，硅納米粒子與二氧化硅前驅(qū)體溶液相溶，因此硅作為負(fù)極在電池循環(huán)使用時(shí)穩(wěn)定性差，易發(fā)生粉化。而目前絕大多數(shù)硅負(fù)極改良方法是制備各種形貌的納米尺寸的硅負(fù)極材料，但這些方法造價(jià)高，無法產(chǎn)業(yè)化。
    而此次由美研究人員研發(fā)的這種新型硅負(fù)極不僅克服了價(jià)格與穩(wěn)定性的問題，而且能使鋰電池具有極高的比容量和較低的工作電勢(shì)，被認(rèn)為是最有希望替代碳的負(fù)極材料。
    根據(jù)相關(guān)資料可知，為了提高電池性能，人們對(duì)負(fù)極材料的研究和改良從未停止過。索尼曾于1997年通過將負(fù)極材料由原來的低結(jié)晶性碳改為石墨從而實(shí)現(xiàn)電池容量的提高。時(shí)隔約14年后，索尼于去年再次決定更改18650鋰電池的負(fù)極材料，采用了錫類材料，再次提高了電池容量。
    據(jù)悉，硅和錫與目前的主流負(fù)極材料石墨相比具有近10倍的理論容量。隨著研究的不斷深入，這兩類新型材料在電池負(fù)極上的應(yīng)用或?qū)?huì)越來越廣泛。