美研发出有望取代碳的新型硅负极材料

近日，一种全新结构的锂离子电池用硅负极在美国诞生。据悉，这种硅负极不仅能使锂电池比容量大增，寿命也能得到相应增长，是最有望取代碳的新型负极材料。
    据报道，该项研究成果由美国斯坦福大学及斯坦福国家加速器实验室的学者共同创造。主要原理是将硅纳液混合，并通过静电纺丝技术制备出纳米纤维，然后在其表面添加聚苯乙烯的碳化物，最后用氢氟酸除去二氧化硅，得到廉价的含有硅纳米粒子的碳纳米管。
    根据相关化学原理，硅纳米粒子与二氧化硅前驱体溶液相溶，因此硅作为负极在电池循环使用时稳定性差，易发生粉化。而目前绝大多数硅负极改良方法是制备各种形貌的纳米尺寸的硅负极材料，但这些方法造价高，无法产业化。
    而此次由美研究人员研发的这种新型硅负极不仅克服了价格与稳定性的问题，而且能使锂电池具有极高的比容量和较低的工作电势，被认为是最有希望替代碳的负极材料。
    根据相关资料可知，为了提高电池性能，人们对负极材料的研究和改良从未停止过。索尼曾于1997年通过将负极材料由原来的低结晶性碳改为石墨从而实现电池容量的提高。时隔约14年后，索尼于去年再次决定更改18650锂电池的负极材料，采用了锡类材料，再次提高了电池容量。
    据悉，硅和锡与目前的主流负极材料石墨相比具有近10倍的理论容量。随着研究的不断深入，这两类新型材料在电池负极上的应用或将会越来越广泛。