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美研发出可使锂电池寿命增5倍的双壁纳米结构

来源:钜大LARGE    2012-05-17    点击量:169
锂电池由于其良好的性能一直被看作是车用动力电池的最佳选择。但是,其电池寿命方面的问题一直是制约着电动车产业化发展的重要因素之一。根据外媒的最新消息,美国斯坦福大学研究人员目前已研究出一种可使锂电池的寿命实现5倍提升的双壁纳米结构,或可解决电动车推广普及难题。
    据了解,一直以来,锂离子电池使用的是由石墨制成的阳极来存储电荷,但是6个碳原子才能结合一个锂离子,造成锂电池能源密度相对较低。如果用硅来代替石墨作为锂电池的阳极,即可将其能源密度提升10倍,因为一个硅原子可以同四个锂离子结合。但遇到的问题是,经过几次充放电后,硅结构很容易被破坏瓦解掉,从而使电池失效。
    多年来,世界各国的科学家都在努力研究采用硅作为锂电池阳极在增大容量的同时又不易损坏的方法,但是迟迟未果。近日传来喜讯,美国斯坦福大学研究人员通过设计出一种精妙的双壁纳米结构,可以解决上述难题。据了解,这种双壁纳米结构可以实现充放电周期延长6000多次之后,还能剩余85%的容量。该科研小组还表示,目前他们正在研究简化双壁硅纳米管的生产程序,并研发出了一种能与新阳极结合的高性能负极,令最终生产出的电池寿命和性能都将获得5倍提升。
    据了解,目前的锂离子电池在正常条件下充放电周期为500次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。但是如组成电池组作为汽车的动力电池,其实际使用寿命则只有3年左右。电池寿命短的问题将大大推高了电动汽车的整体成本,也导致其成为电动汽车普及推广的障碍。如此次斯坦福大学研究的双壁纳米结构能得到广泛应用,锂电池寿命将得到大幅度提高,对推进电动汽车产业化发展具有重大的意义。
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