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WMG研发硅-高质量薄层石墨烯复合电极 欲用其替代石墨电极

据外媒报道,华威大学制造工程系(Warwick Manufacturing Group,WMG)的研究人员研发了硅-高质量薄层石墨烯(Silicon-Few Layer Graphene,Si-FLG)复合电极(composite electrodes),将其用作为锂离子电池阳极石墨的高效替代品。

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采用石墨烯强化硅质阳极结构将大幅提升电极的循环特性、电极电阻及扩散特性(diffusion properties)。

采用纳米硅颗粒物可大幅提升活性表面的面积,在首次充电过程中提升锂离子的积聚量,在硅和电解质之间形成固态电解质相间隔板(solid-electrolyte interphase barrier),从而大幅降低锂离子的储存量,延长电池的使用寿命。

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该项新研究由华威大学制造工程系的Melanie Loveridge教授牵头,目前已发现新款阳极混合物,其成分为硅及化学改性石墨烯,或将有助于制造硅质阳极锂离子电池。该方法或将被用于规模化生产中,且对纳米硅的尺寸也无需太过苛求,可规避许多相关的技术难题。

研究人员创建的该款阳极混合物,其中纳米硅微粒占到了60%,高质量薄层石墨烯(FLG)、钠(Sodium/Polyacrylic acid)、碳添加剂的含量分别占到了16%、14%和10%。在进行了100多次充放电后,该研究团队还检查了电极性能及材料内部结构的变化。

该项目旨在加快推动硅/石墨混合物的工业生产前准备(pre-industrial production),为以后生产高能量大功率锂离子电池的后续工艺做准备。


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