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KIST預(yù)鋰化法提升硅陽極鋰電池能量密度電動(dòng)汽車增加100公里續(xù)航

時(shí)間:2020-07-22 09:56來源:蓋世汽車作者:余秋云

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（圖片來源：KIST）

據(jù)外媒報(bào)道，韓國一組研究人員研發(fā)了一種處理技術(shù)，能夠最大限度地提升將高容量電池的能量密度。韓國科學(xué)技術(shù)院（Korea Institute of Science and Technology，KIST）清潔能源研究所的Minah Lee博士以及Jihyun Hong博士組成的聯(lián)合研究小組宣布，研發(fā)了一種技術(shù)，可以解決困擾硅基陽極材料已久的一個(gè)問題，而且該解決方案很簡單。

在鋰離子電池中，硅陽極材料的儲(chǔ)能量是石墨陽極材料的4倍，可大大增長電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，因而此種材料越來越受到人們的關(guān)注。但是，在初次充放電循環(huán)的充電過程中，配備硅基陽極的電池會(huì)損失20%以上的鋰離子，從而導(dǎo)致電池容量下降。為解決該問題，研究人員研究了一種預(yù)先加載鋰或預(yù)鋰化的方法，即在電池組裝之前，額外增加鋰，以補(bǔ)償電池循環(huán)過程中損失的鋰。目前而言，采用鋰粉等方法存在具安全隱患和成本高的缺點(diǎn)。

KIST的Lee博士和Hong博士研發(fā)了一種技術(shù)，可以采用含鋰溶液而不是鋰粉，預(yù)先加載鋰離子，防止硅基陽極流失鋰。只需將一個(gè)電極浸入定制化的溶液中5分鐘，就足以成功預(yù)先加載鋰，因?yàn)橥ㄟ^一個(gè)自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)，電子和鋰離子會(huì)插入至硅基陽極中。與傳統(tǒng)的添加鋰粉至電極，從而導(dǎo)致鋰分布不均的方法不同，此種定制化預(yù)鋰化溶液能夠迅速滲入電極，確保鋰均勻地進(jìn)入到硅氧化物中。

該研究小組研發(fā)的預(yù)鋰化硅基陽極電池在第一次充電時(shí)，活性鋰的損失少于1%，初始電池效率高達(dá)99%，甚至更高。與市面上同類的石墨陽極電池（406 Wh/kg—504 Wh/kg）相比，采用預(yù)鋰化陽極制成的電池的能量密度高出25%。

領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的Lee博士表示：“通過將計(jì)算材料科學(xué)技術(shù)融入最優(yōu)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們能夠僅采用控制該溶液溫度和反應(yīng)時(shí)間的簡單方法，極大地改進(jìn)高容量硅基陽極的效率。由于該項(xiàng)技術(shù)可很容易地應(yīng)用于現(xiàn)有電池生產(chǎn)設(shè)施中使用的輥壓工藝，因而該方法有可能在實(shí)際電池中采用硅基陽極，從而帶來突破。”

聯(lián)合首席研究員Hong博士表示：“此次合作能夠達(dá)成，全賴于KIST鼓勵(lì)不同研究團(tuán)隊(duì)的成員進(jìn)行聯(lián)合研究，該項(xiàng)預(yù)鋰化技術(shù)至少平均可以讓電動(dòng)汽車增加100公里的續(xù)航里程。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池電動(dòng)汽車電池硅陽極鋰電池預(yù)鋰化技術(shù)

作者：余秋云，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://kqcgw.com/qianyan//2020072233782.html

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