鋰離子電池經(jīng)過多次充放電后，電池容量會有所降低，縮短電池壽命。據(jù)外媒報道，光州科學(xué)技術(shù)院（GIST）開發(fā)了一種創(chuàng)新方法，可以調(diào)整傳統(tǒng)負(fù)極，提高電池的循環(huán)性能。研究人員Hyeong-Jin Kim表示：“作為該領(lǐng)域的研究團(tuán)隊之一，我們希望在電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的情況下，開發(fā)出能夠提高能量密度的電極工藝。”

這種方法將納米顆粒包裹在彈性網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，以增強(qiáng)負(fù)極并使其更有彈性，從而可以應(yīng)對體積變化。

為了進(jìn)行演示，研究人員使用一種含有硅納米顆粒的傳統(tǒng)負(fù)極，這些硅納米顆粒用聚合（聚偏二氟乙烯）粘合劑粘合在一起。為了適應(yīng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過退火工藝加熱負(fù)極來去除粘合劑；然后，用還原氧化石墨（rGO）溶液填充納米顆粒之間的空隙，還原氧化石墨烯溶液干燥后形成一個網(wǎng)，將硅納米顆粒固定在一起，可防止其開裂。此外，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為電子提供了導(dǎo)電途徑，使納米顆粒可以與鋰結(jié)合。

研究人員利用“旋涂”（spin coating）技術(shù)，在負(fù)極表面涂覆rGO。該rGO涂層可以用作沉積保護(hù)層的種子層，而該保護(hù)層由添加了鎂和鎵金屬氧化物的氧化鋅組成（MGZO）。該MGZO層為負(fù)極提供了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

測試顯示，即使經(jīng)過多次充放電循環(huán)，這種改性負(fù)極仍能保留大部分電荷。Kim教授表示：“經(jīng)過500次循環(huán)后，該結(jié)構(gòu)可以保留1566 mA h g-1的高存儲容量，并表現(xiàn)出91%的庫侖效率，這與電池壽命有關(guān)。這項研究可能為電動汽車的發(fā)展鋪平道路，使用戶單次充電就能行駛很長距離。”

研究人員表示，除了硅負(fù)極，這種方法也可用于其他負(fù)極材料，如Sn、Sb、Al和Mg。而且，無需考慮負(fù)極的原始制造方式，即可延長電池壽命，具有廣泛的適用性。

來源：上海錦町新材料科技整理自網(wǎng)絡(luò)

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