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二次离子质谱仪,使PNNL科学家能够观察在分子水平上运行的锂离子电池。
美国太平洋西北国家实验室(PNNL)的科学家已经使用碳纳米管来克服开发锂离子电池硅阳极所固有的一些问题。
如果将硅阳极用作当今商业电池中广泛使用的石墨阳极的替代品,则有可能显着提高电池能量密度。
硅的问题之一是,由于它会与锂形成合金,因此往往会发生很大的膨胀,有时会多达400%。扩展会导致一系列性能下降的影响。尽管莱斯大学的科学家今年展示了如何使用多孔硅来解决问题,但最终的阳极缺乏机械强度,必须将其容量限制在最大电位以下(尽管仍远高于石墨),才能最大程度地减小电极上的应力。
碳纳米管
PNNL小组转向了能够结合到硅阳极中的碳纳米管。该小组利用铝热还原技术制造了碳纳米管-硅微球-能够吸收足够的硅颗粒膨胀的小圆形颗粒,从而在完全锂化时将其限制在30%左右。阳极还表现出优异的机械强度,并且能够承受200兆帕的压力。
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