三星電池采用石墨烯加硅陽極組合 能量密度提升

三星技術研究所(SAIT)近日成功開發(fā)出提升鋰電池容量的新方案，即使用石墨烯加硅陽極組合，預計該方案將于不久后正式商用。

SAIT團隊直接在硅陽極材料表面涂上一層石墨烯，并使用化學氣相沉積(CVD)工藝以避免碳化硅的形成，該工藝主要以二氧化碳為氧化劑。

研究人員稱，由于石墨烯具有較好的導電和機械性能，因此其可以讓硅納米粒子左右滑動，并防止硅納米粒子在電極空隙中擴散。涂覆石墨烯的硅納米粒子使得電池容量提升的同時也保持較好的性能。

一旦與目前在售的鋰電池陰極配對，硅陽極將允許鋰電池單元在200次充放電后，能量密度依然達到普通鋰電池的1.5至1.8倍。

除了能量密度得到提升外，由于電池陽極的容量變化不足整個電池單元的10%，因此采用新方案的電池在安全性方面也不存在任何問題。

此外，SAIT團隊還強調，整個過程中最關鍵的是避免碳化硅的形成。碳化硅是一種較差的電絕緣體，且與鋰離子反應不活躍，一旦其形成，將會阻礙鋰離子擴散到硅相位中。經過一系列試驗，SAIT團隊發(fā)現(xiàn)二氧化碳作為氧化劑，可以在避免碳化硅形成的同時降低反應溫度。

SAIT表示，盡管上述方案目前仍作為一項科研項目，將其應用到實際生活中尚需時日，不過未來如果電動車采用這種技術后，其續(xù)航里程會得到大幅提升。