最大化高容量锂离子电池能量密度的新加工技术

时间：2021-10-04 07:52:07 来源：

韩国科技学院（KIST）宣布开发一种技术，为与基于硅的阳极（ - ）材料相关的持续问题提供了简单的解决方案。

一种新的预处理策略解决了硅阳极材料的长期问题。这种基于解决方案的策略可实现简单安全的大规模生产。

韩国研究人员团队开发了一种用于最大化高容量电池的能量密度的加工技术。联合研究团队，由李志李博士组成的能源存储研究中心李博士组成。韩国科学技术研究所的清洁能源研究所（KIST）的清洁能源研究中心，宣布开发一种技术，该技术为与基于硅的阳极（ - ）材料相关的持续问题提供了简单的解决方案。

近来，能够在锂离子电池中的石墨阳极材料中存储四倍的硅阳极材料由于它们的潜力而改善电动车辆的潜力而产生了不断的关注。但是当在初始循环中充电时，具有硅基阳极的电池损失超过20％的锂离子，它用于电力存储，这导致电池容量降低的问题。为了解决这一问题，研究了“锂预装，”或“锂锂电片的方法”，该方法在电池组件之前添加了额外的锂，以补偿电池循环期间的锂损失。到目前为止应用的方法，例如使用锂粉的缺点是安全危害和高成本。

Lee博士和Kist博士开发了一种技术，可以使用含锂溶液而不是锂粉末的锂离子进行预装载，以防止硅基阳极中的锂损失。将电极浸没在定制的溶液中仅为5分钟即可实现成功的锂预加载，通过自发化学反应将电子和锂离子插入硅基阳极中。这一简单的过程是可能的，与将锂粉末加入电极前优异的异质锂分布的传统方法不同，定制的预缩水溶液将迅速渗入电极中，确保锂均匀递送到氧化硅中。

由研究小组开发的预期硅基阳极在第一电荷中损失小于1％的活性锂，产生高初始电池效率为99％或更高。使用市场上普罗尔普通的阳极制造的电池，使用市场上可用的石墨阳极（406WH / kg？504 wh / kg）。

李议员，曾任研究的研究，评论“通过将*计算材料科学技术纳入最佳分子结构的设计，我们能够通过跳跃和界限提高高容量硅基阳极的效率仅控制溶液温度和反应时间的简单方法。由于该技术很容易适用于现有电池制造设施中使用的**轧制工艺，我们的方法具有潜力，可以实现实施硅基阳极的实用电池的突破。“联合主导研究员洪博士说：“这项协作工作可以实现，因为Kist鼓励来自不同研究团队的成员之间的联合研究。”他继续添加，“这种预介性技术可以平均将电动车里程增加100公里。”

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*计算材料科学：一种研究方法，通过计算机模拟预测物质的组成和结构。

**滚动：大规模印刷技术在制造中的应用

参考：“分子定制的锂 - 芳烃综合体使高容量锂离子电池阳极化学序列”通过juyoung jang，春旺·崔·春旺·崔博士，京东博士，金云博士，纪云博士和Minah博士Lee，5月13日2020年5月，Angewandte Chemie：国际版本.DOI：
10.1002 / ANIE.202002411.

通过用淀粉施用“油炸”硅施用在重复电池循环期间，施加了kist的能量存储研究中心的储能研究中心的另一个成就。2020, 20, 1, 625-635).

该研究得到了韩国科学技术研究所（KIST）的制度研究计划的支持。该研究还得到了解决气候变化和韩国国家研究基金会的气候变化和氢能创新技术发展方案的支持。报告这项技术的研究文章将在即将到来的Angewandte Chemie发布：国际版，国际化学杂志（如果：12.257;作为内部封面故事的9.593％的JCR）。

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