对硅阳极施加短时间电压可恢复锂硅电池容量

Josiah02

斯坦福大学的工程师、化学家和材料科学家团队发现，对锂硅电池中的某些类型的阳极施加短时间电压可以恢复部分容量。在发表于《科学》杂志的论文中，该团队描述了他们如何通过对几种类型的硅阳极施加电荷来对电池进行实验。
中国浙江工业大学的金成斌和陶新勇在同一期刊上发表了一篇观点文章，概述了该团队所做的工作。
众所周知，锂离子电池的使用寿命不长。经过多次充电/再充电循环后，电池的电量开始越来越少，直到变得几乎无法使用，需要更换。因此，一些电池制造商开始研究使用硅阳极的可能性。
这个想法可能会越来越受欢迎，因为斯坦福大学的研究小组发现，对于某些类型的锂离子电池来说，直接向阳极注入五分钟的电流可以恢复部分容量。
采用硅阳极的电池比采用其他材料制成的电池密度更高，这会增加电池容量。但不幸的是，在使用过程中，部分硅会开始碎裂，从而降低电池容量。这是因为碎裂会产生孤立的硅块，其中部分硅块中会充满锂，就像小岛一样，无法用于储存电荷。
在这项新研究中，研究小组发现，直接向阳极通电会将一些孤立的块状物拉回到阳极，使它们能够再次保持电荷。在测试了阳极充电后，研究人员测试了具有纯硅阳极的电池。直接向阳极通电可在一定程度上恢复容量。
在实验过程中，研究人员发现，施加的电流越多，恢复的容量就越多，但有一个限度。过多的电流会导致电解质降解。他们还发现，改变施加电压的时间长短对恢复容量有影响。最终，他们发现施加 4 伏电压 5 分钟可获得最佳效果——容量增加 30%。