WMG研发硅-高质量薄层石墨烯复合电极欲用其替代石墨电极-电子工程世界

据外媒报道，华威大学制造工程系（Warwick Manufacturing Group，WMG）的研究人员研发了硅-高质量薄层石墨烯（Silicon-Few Layer Graphene，Si-FLG）复合电极（composite electrodes），将其用作为锂离子电池阳极石墨的高效替代品。

采用石墨烯强化硅质阳极结构将大幅提升电极的循环特性、电极电阻及扩散特性（diffusion properties）。

采用纳米硅颗粒物可大幅提升活性表面的面积，在首次充电过程中提升锂离子的积聚量，在硅和电解质之间形成固态电解质相间隔板（solid-electrolyte interphase barrier），从而大幅降低锂离子的储存量，延长电池的使用寿命。

该项新研究由华威大学制造工程系的Melanie Loveridge教授牵头，目前已发现新款阳极混合物，其成分为硅及化学改性石墨烯，或将有助于制造硅质阳极锂离子电池。该方法或将被用于规模化生产中，且对纳米硅的尺寸也无需太过苛求，可规避许多相关的技术难题。

研究人员创建的该款阳极混合物，其中纳米硅微粒占到了60%，高质量薄层石墨烯（FLG）、钠（Sodium/Polyacrylic acid）、碳添加剂的含量分别占到了16%、14%和10%。在进行了100多次充放电后，该研究团队还检查了电极性能及材料内部结构的变化。

该项目旨在加快推动硅/石墨混合物的工业生产前准备（pre-industrial production），为以后生产高能量大功率锂离子电池的后续工艺做准备。

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去年还在下滑的石墨电极市场在今年来了个大逆转。 “上半年，我们的石墨电极基本是供不应求。”方大炭素董秘宁庆才告诉记者，由于今年市场缺口约10万吨左右，预计这一供求紧张关系还会持续。据了解，今年1月以来，石墨电极价格持续上涨，从年初的1.8万元/吨左右上涨至目前的6.4万元/吨左右，涨幅高达256%。与此同时，作为石墨电极最主要原料的针状焦也变得紧俏，价格一路上扬，相比年初涨幅已超过300%。下游钢企需求旺盛石墨电极主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，主要用于电弧炼钢炉、矿热电炉、电阻炉等，炼钢用石墨电极约占石墨电极总用量的70%至80%。

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