美国斯坦福大学开发类“石榴”结构的锂离子电池

摘要：

近日,美国斯坦福大学的研究人员开发出了采用新结构硅作负极的锂离子电池.据悉,研发的灵感源自一种水果——石榴.硅是能量存储器件中一种有吸引力的负极材料,它的理论容量是目前最先进的碳质对等材料的10倍.硅负极既可用在传统锂离子电池中,也可用在新近的Li-O2和Li-S电池中,可替换易形成枝晶的锂金属负极.硅作为电池负极面临的主要挑战有三个:(1)循环期间因硅的体积发生巨大膨胀(～300％)造成结构上的衰降和固体电解质界面膜的不稳定;(2)硅与电解质会发生副反应;(3)当硅的尺寸缩减至纳米级别时,体积比容量较低.尽管纳米结构能成功延长硅的寿命,但是纳米结构的硅电极也引入了一些新的问题,包括比表面积较高,振实密度低,和因粒间电阻较高造成电性能较差.比表面积高会提升硅与电解质的副反应,同时降低库仑效率.振实密度较低会导致体积比容量低和装载质量较高时电极较厚,这使得维持循环期间的电子和离子通道变得非常困难.最后,纳米粒子之间的电接触会在循环期间因硅体积膨胀容易发生变化,会严重降低电极的循环寿命.

机标关键词：美国、斯坦福大学、人员开发、石榴、纳米结构、体积比容量、锂离子电池、锂金属负极、固体电解质界面膜、振实密度、循环寿命、比表面积、副反应、电极、装载质量、膨胀、纳米粒子、理论容量、离子通道、库仑效率

所属期刊栏目：38

分类号：G64;G51

在线出版日期：2014-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共2页

页码：601-602