充電鋰電池負極材料膨脹難攻克 新方法 美中研發團隊
ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe
根據外媒報導，由於矽具有較高的能量密度，成為極具吸引力的鋰離子電池負極材料。 但在充電期間，當電芯中的矽與鋰相互作用時，膨脹收縮可達300%。 而且隨著時間的推移，會明顯降低電池的效能、造成電池短路，最終導致電池報廢。
為了改善上述缺點，且一般能維持電池的能量密度，目前鋰離子電池的負極多採用一氧化矽（SiOx，X≈1）。 矽基氧化物負極的應用範圍非常廣，且循環性能也提高了。 但該材料仍無法阻止體積變化，且導電性較弱。
針對上述技術問題，人們進行了大量的研究工作。 今天，我國和美國的研究團隊發表了研究成果，發現了兩種新的改進方法。 美國團隊研究成果：無黏結性二氧化矽氧化物/碳複合物美國肯塔基大學（UNIVERSITYE）研究團隊將矽基氧化物顆粒與kraftlignin混合後，合成了一種高性能無黏結性矽基氧化物/碳複合物（Binder-freesiox/c），可用於製作鋰離子電池的電極。
木質素經過熱處理後，形成導電體（ConductiveMatrix），內部可容納大量的矽基氧化物粒子，確保電子的導電性、連接性，並適應鋰化/脫鋰過程中的鋰化/脫嵌反應。 音量改變。 這種材料不需要使用傳統的黏合劑或導體。
由此複合材料製成的電極性能極為優異。 與體積變化率相對較小的矽基氧化物電極（160%）相比，其機械電化學性能優異，硼基體較大，能適應體積變化。 本院研究成果：微米SiOx/C核殼複合材料我國科研團隊開發了一個高效率的解決方案，製備出微米SiOx/C核殼複合材料。
研究團隊將檸檬酸與球磨矽基氧化物混合製成碳，然後加入織構化的SiOx/C核殼複合物－SiOx微核和檸檬酸碳CONFORMALCARBONSHELL。 碳殼大大提高了矽基氧化物的電導率，以及適應鋰化/脫鋰反應的體積變化。 由SiOx/C複合物製成的電極為1296。
3mAh/g、COMBICEFFICIENCY高達99.8%、容量維持率為65.1%（843.
5mAh/g)經過200次充放電。 據研究團隊介紹，此複合物的放電效率極為優異。 此方法可實現大規模生產，成本低廉，可生產由SiOx/C複合複合材料製成的高性能負極材料。
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