“石榴”电极可让电池容量增10倍

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翻新时间：2023-07-12

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“石榴”电极可让电池容量增10倍

受石榴启发，美国科学家开发出一种硅纳米颗粒和碳制成的新型电极，成功破解了此前锂离子电池中的硅电极容易破裂的难题。相关研究发表在2月17日出版的《自然・纳米技术》杂志上。

新研究中，美国斯坦福大学和美国能源部下属SLAC国家加速器实验室副教授崔毅（音译）和他的研究小组，利用硅纳米线和纳米颗粒成功解决了这个问题。通过一种在石油、油漆以及化妆品生产中常用的微乳液技术，研究人员把硅纳米颗粒像石榴子一样用碳包裹了起来，不但为每个硅纳米颗粒穿上了一件“碳衣”，还为每一组硅纳米颗粒盖上了一层“碳被”。

物理学家组织网17日的报道称，硅纳米粒子的使用，缩小了硅的体积，降低了发生破裂的概率；“碳衣”和“碳被”不但大幅减少了硅暴露在电解质中的面积，还为电流的传导提供了一条坚固的高速公路。此外，考虑到充电时硅纳米颗粒会发生膨胀，研究人员还在“碳衣”“碳被”里为它们留下了富余的空间。通过精确控制生产过程，他们已经能够为所需要的电极生产出特定大小的硅纳米颗粒。