德國(guó)巴登-符騰堡州太陽(yáng)能和氫能研究中心(ZSW)研發(fā)出一款新型纖維基硅負(fù)極，該技術(shù)有望將鋰離子電池的能量密度顯著提升。這項(xiàng)鋰離子電池技術(shù)的突破，為電動(dòng)汽車、消費(fèi)電子和可再生能源存儲(chǔ)領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展可能。FACILE項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)用于可持續(xù)且更強(qiáng)大的鋰離子電池的創(chuàng)新型硅基負(fù)極材料。
傳統(tǒng)的鋰離子電池通常采用石墨陽(yáng)極，其理論容量約為每克370毫安時(shí)。硅材料的理論容量可達(dá)每克4200毫安時(shí)，但在充放電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)高達(dá)300%的體積膨脹，導(dǎo)致電極結(jié)構(gòu)損壞。ZSW管理委員會(huì)成員Markus Hlzle博士表示：“FACILE項(xiàng)目展示了巴登-符騰堡州的工業(yè)界和科學(xué)界如何共同覆蓋鋰離子電池的整個(gè)價(jià)值鏈，從材料開(kāi)發(fā)到電池生產(chǎn)�！�
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用柔性導(dǎo)電無(wú)紡布纖維作為基底，成功開(kāi)發(fā)出能夠適應(yīng)硅材料體積變化的新型纖維基硅負(fù)極。這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)有助于避免電極在循環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)裂紋和剝落問(wèn)題。Hlzle博士進(jìn)一步說(shuō)明：“這種創(chuàng)新方法旨在開(kāi)發(fā)柔性無(wú)紡布基材上的硅陽(yáng)極，以補(bǔ)償材料的大體積變化�！痹撲囯x子電池技術(shù)的實(shí)用容量預(yù)計(jì)可達(dá)每克1000毫安時(shí)以上，較傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極提升超過(guò)250%。
目前，研究團(tuán)隊(duì)已開(kāi)始將新型纖維基硅負(fù)極集成到小型測(cè)試電池中進(jìn)行性能評(píng)估。下一階段將重點(diǎn)分析并擴(kuò)大生產(chǎn)工藝，特別是針對(duì)電動(dòng)汽車所需的大型電池。ZSW擁有的試驗(yàn)生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)100安時(shí)鋰離子電池，為技術(shù)加速研發(fā)提供了有利條件。這項(xiàng)鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)步，有望推動(dòng)下一代電池創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)程。
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