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钜年夜LARGE|点击量：166次|2022年12月29日

摘要 美国能源部西北承平洋国度尝试室研究人员设计了一种新奇的纳米布局，可以或许付与硅不凡的强度，使其有望成为锂离子电池的阳极材料，成为石墨的进级版。

硅是今朝最主要的半导体材料，但其利用规模远不止在此。美国能源部西北承平洋国度尝试室研究人员设计了一种新奇的纳米布局，可以或许付与硅不凡的强度，使其有望成为锂电池的阳极材料，成为石墨的进级版。研究人员在《天然通信》杂志上颁发研究陈述称，他们的功效是锂电池硅基阳极开辟的一个奔腾，为其他类型电池材料设计供给了新的思绪。

持久以来，石墨一向是锂电池的要害构成部门。这类碳导电且不变，很是合适在充电时将锂离子填充到电池的阳极中。但跟着对更高能量密度电池的需求不竭新增，石墨基电极也要进级，而硅被认为是一种很好的进级版材料。和石墨比拟，硅可以接收更多的锂，但问题是，硅在碰到锂时会年夜幅膨胀，可能会致使锂电池阳极分裂粉化。

为了降服硅基阳极粉化这一困难，西北承平洋国度尝试室研究人员设计了一种新奇的纳米布局。他们将藐小的硅颗粒堆积到直径约8微米的微球中，构成一种相当在红细胞巨细的分层多孔硅布局。这类布局就像海绵不异，内部有空间来接收膨胀压力。研究注解，这类分层多孔布局具有超卓的电化学机能、机械强度和布局完全性，可用在高机能锂电池阳极，其可容纳的电荷也是典型石墨基阳极的两倍。

研究人员暗示，他们设计的纳米布局不但可以知足硅基阳极各方面的机能要求，也合用在包罗压延在内的尺度工业加工法式，可觉得其他类型电池材料设计供给新的思绪。下一步，他们将尽力开辟更具扩大性和经济性的硅微球制造方式，以便进行贸易化利用，终究帮忙提高电动汽车、电子装备和其他装备中锂电池的机能。

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