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韩国研发锂离子电池高容量复合阴极材料商用技术

  时间:2018-09-13

  韩国科学技术通信部所属的电子专业研究机构韩国电气研究院(KERI)近日宣布,成功研发出“锂离子电池用硅-石墨烯复合阴极材料批量制造技术”。该项目由韩国政府出资,KERI与创意基础研究总部的纳米融合技术研究中心和电子研究中心主管。据了解,硅是锂离子电池的第二代阴极材料,相比石墨,硅的理论能量密度高约10倍以上,但是导电率非常低,如果反复充电和放电,体积也会碰撞4倍。由于粒子极为脆弱,会从电极剥落,由此急剧降低电池的性能,这也是不利于商用化的弊端之一。为了解决这些问题,业内的研究主要试图将硅与不同材料进行复合化处理。

  KERI研究团队经过前期的可行性研究,将关注的目光锁定在石墨烯上,石墨烯是二维碳纳米材料,导电性突出,电化学性质稳定,可以从电解质中有效保护硅。而且,由于石墨烯涂层具有网眼状结构,机械强度较高,可以有效抑制硅的体积膨胀。

  该技术最大的优点就是便于中小企业采用,价格竞争力突出。相比现有的高价纳米硅,采用的是更为廉价的纳米尺寸的商用硅。该材料技术可以应用于环保电动汽车、能源存储装置、国防、宇航等不同领域,有望显著提升高容量锂离子电池的性能,值得一提的是,如果用于电动汽车,通过提高电池性能,汽车的行驶距离也可延长约20%以上。