三星电池采用石墨烯加硅阳极组合 能量密度提升

三星技术研究所(SAIT)近日成功开发出提升锂电池容量的新方案，即使用石墨烯加硅阳极组合，预计该方案将于不久后正式商用。

SAIT团队直接在硅阳极材料表面涂上一层石墨烯，并使用化学气相沉积(CVD)工艺以避免碳化硅的形成，该工艺主要以二氧化碳为氧化剂。

研究人员称，由于石墨烯具有较好的导电和机械性能，因此其可以让硅纳米粒子左右滑动，并防止硅纳米粒子在电极空隙中扩散。涂覆石墨烯的硅纳米粒子使得电池容量提升的同时也保持较好的性能。

一旦与目前在售的锂电池阴极配对，硅阳极将允许锂电池单元在200次充放电后，能量密度依然达到普通锂电池的1.5至1.8倍。

除了能量密度得到提升外，由于电池阳极的容量变化不足整个电池单元的10%，因此采用新方案的电池在安全性方面也不存在任何问题。

此外，SAIT团队还强调，整个过程中最关键的是避免碳化硅的形成。碳化硅是一种较差的电绝缘体，且与锂离子反应不活跃，一旦其形成，将会阻碍锂离子扩散到硅相位中。经过一系列试验，SAIT团队发现二氧化碳作为氧化剂，可以在避免碳化硅形成的同时降低反应温度。

SAIT表示，尽管上述方案目前仍作为一项科研项目，将其应用到实际生活中尚需时日，不过未来如果电动车采用这种技术后，其续航里程会得到大幅提升。