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韓國研究人員開發高容量硅材料或使電動車續航翻倍

發布時間：2020-03-25 11:36:24

據外媒報道，韓國科學技術研究院（KIST）儲能研究中心的Hun-Gi Jung博士及其研究團隊宣布，已開發出新型硅負極材料。與石墨負極材料相比，采用這種材料的電池可將容量提升4倍，并且支持快速充電，在5分鐘之內充電至80%以上。如果用在電動車動力電池上，預計汽車的續航里程或將增加一倍以上。

目前，量產電動汽車電池所用的石墨負極材料容量較低，電動汽車的續航里程要比內燃機汽車短。為了開發長續航里程電動汽車，人們日益關注儲能能力比石墨大10倍的硅，并將其視為下一代負極材料。然而，由于在充放電周期內，硅會迅速膨脹，導致存儲容量大幅下降，硅材料尚未實現商業化應用。研究人員提出過許多方法，用以提高硅負極材料的穩定性，均因成本過高和流程復雜受到限制，無法順利實現用硅取代石墨的目標。

為了提高硅的穩定性，Dr. Jung及其團隊重點關注生活中的常見材料，如水、油和淀粉。他們將淀粉和硅分別溶解于水和油中，并進行混合加熱，以生產碳硅復合材料。通過簡單的油炸食品加熱工藝，碳和硅被牢牢固定，防止在充放電循環過程中硅負極材料發生膨脹。

研究小組所開發的復合材料，其容量是石墨負極材料（360mAh/g - 1,530mAh/g）的4倍，并且可在500次循環中保持容量穩定。研究還發現，采用這種材料的電池，可在5分鐘內充電至80%以上。因為碳球可以阻止常見的硅材料膨脹現象，提升硅材料穩定性；而且使用高導電碳和重新排列硅結構，可以提升輸出量。

KIST團隊首席研究員Dr. Jung表示：“我們能夠利用常見的日用材料，通過簡單的混合和加熱過程，開發出碳硅復合材料。我們采用的是比較簡單的工藝，而且所開發出來的復合材料性能優異，因此，很有希望實現商業化和批量化生產。這種復合材料可應用于電動汽車的鋰離子電池和儲能系統。”

稿件來源：蓋世汽車新能源