英国研发锂电池技术革新添加石墨烯梁将电池寿命提高一倍-电子工程世界

导读：英国沃里克大学的研究人员通过用石墨烯梁加强阳极的结构，发现了一种有效的方法来用硅代替阳极中的石墨，从而提高锂离子电池的容量，并使寿命延长一倍以上。

英国研发锂电池技术革新添加石墨烯梁将电池寿命提高一倍

华威制造集团的研究人员在用硅树脂取代锂离子电池阳极上取得了重大进展。

通过添加石墨烯梁，科学家们成功地克服了硅固有的性能问题，硅是地壳中含量第二大的元素，其重量能量密度是石墨的10倍，因此提高了电池的容量，并延长了其寿命两倍以上。

在典型的锂离子电池中，硅的容量会衰减。由于硅粒子在锂化过程中体积会膨胀，所以随着时间的推移，硅粒子会以电化学的方式团聚，从而阻碍进一步的充放电效率。

由于硅在本质上没有足够的弹性来应对反复充电时的固化应变，这可能会导致阳极复合微观结构的开裂、粉碎和快速物理降解。

然而，英国华威大学的研究人员发现了一种新的阳极混合物，可以在工业规模上生产，而不需要求助于硅的纳米尺寸及其相关问题。

分离和操纵几层相连的石墨烯，使研究人员获得了少层石墨烯（FLG）材料。

英国研发锂电池技术革新添加石墨烯梁将电池寿命提高一倍

根据发表在《自然科学报告》上的题为《硅－少层石墨烯复合电极系统的相相关阻抗研究》的研究，当将FLG材料用于阳极时，可以显著提高较大微米级硅颗粒的性能。

因此，研究人员创造了由60％的硅微粒、16％的FLG、14％的钠／聚丙烯酸和10％的碳添加剂混合的阳极，然后检查超过100次充放电循环的性能（以及材料结构的变化）。

梅兰妮·洛夫里奇博士（Melanie Loveridge博士）是该大学WMG的高级研究员，他注意到FLG薄片提高了材料的弹性和拉伸性能，从而大大降低了锂在锂化过程中因物理膨胀而造成的损害。 Warwick的研究人员说：“更重要的是，这些FLG薄片在保持硅颗粒之间的分离度方面也非常有效。每个电池充电周期都会增加硅颗粒之间发生电化学焊接的机会。

这种增加的团聚作用逐渐减少并限制了电解液进入电池中所有颗粒的通道，并阻碍了锂离子的有效扩散，这当然会降低电池的寿命和功率输出。在WMG华威大学测试的混合物中，FLG的存在使研究人员假设这种现象在减轻电化学硅聚变方面非常有效。

进一步研究团队已经开始工作这一成就一个为期两年的项目的一部分由瓦尔塔宏，与桥大学，中投，Lithops和IIT（意大利理工学院）一起对硅／石墨烯进行工业化前生产的这一成就项目的进一步工作。复合材料并加工成用于高能量和高功率应用的锂离子电池。

关键字：锂离子电池石墨烯梁阳极引用地址：英国研发锂电池技术革新添加石墨烯梁将电池寿命提高一倍

上一篇：为电动车注入强大动力，是德CDS产品阵容又添新员
下一篇：智能启停发电一体化控制让摩托车变得高大上

推荐阅读最新更新时间：2024-11-13 11:58

硅晶圆供不应求环球晶今年毛利率将增至36.3%

亚系外资认为，半导体硅晶圆持续短缺及需求成长，有助推升环球晶圆产品价格与毛利率，维持「优于大盘」评等，目标价潜在涨幅约2成。亚系外资出具研究报告表示，硅晶圆供给持续短缺，环球晶圆12英寸晶圆价格今明年预估将分别上涨24%、17%，8英寸晶圆价格今明年将上涨15%、8% ，因此同步调升环球晶圆今年、明年每股盈余（EPS）预估值6%、17%至28.75元、40.1元。此外，管理阶层乐观看待所有尺寸硅晶圆将续涨至2019年，并暗示2019年前70%到80%产能已被客户订走。环球晶受惠半导体需求成长，加上在中国大陆晶圆厂产能逐步开出，推升硅晶圆供需吃紧，也使环球晶去年营运亮眼，营收、营业净利、税后纯益与每股纯益，都写历史新高纪

[半导体设计/制造]

车用动力电池热安全研究取得阶段性进展

动力电池热安全问题是影响电动汽车行驶安全的关键。在国家重点研发计划“新能源汽车”专项2016年度立项项目“高比能量动力锂离子电池开发与产业化技术攻关”的实施中，研发团队针对高比能量锂离子动力电池热安全机理和安全设计开展了深入研究，目前取得了阶段性进展。项目团队围绕锂离子电池在充放电过程中的产热过程、各成分的热稳定性，以1Ah锂离子电池单体为研究对象，通过实验获得表观导热系数、各向异性导热系数、恒压比热容、温度系数及室温内阻，从而计算出生热速率。定性分析了电池在100%电量和0%电量两个状态下正负极材料的热稳定性以及电解液对其热稳定性的影响。在电池的热失控部分采用加速量热方法对100%电量的软包锂离子电池进行热失控实验，确定了电

[汽车电子]

电子科技大学发布了CMOS单片集成之全硅微显示芯片

集微网消息，半导体芯科技杂志消息显示，近日，电子薄膜与集成器件国家重点实验室（电子科技大学）正式发布了全球首款CMOS单片集成之全硅微显示芯片。该实验室的硅光研发小组依托“中国电科—电子科大”共建的核心电子材料与器件协同创新中心开展校企合作，成功研发了全球首款“基于硅材料自身发光”的全硅微显示芯片样品。据悉，该项工作的“原创理念”是创新性地完全规避了硅材料（间接带隙）能带结构的天然缺陷，利用PN结反向偏置，获得一种类似“轫致辐射”的发光，再引入与标准硅IC（即Si-CMOS ）工艺完全兼容之MOS结构，大幅提升了发光强度。这一“原创理念”已于2019年5月在Compound Semiconductor英文版予以发布。此次

[手机便携]

关于锂离子电池，你不知道的秘密还有哪些（下）？

上期关于锂离子电池科普的讲堂，跟各位讲解了锂电池的原理、加工方法、用到的设备以及不同电池厂商的市场情况。本期【讲堂】主要是延续上一篇文章，就动力电池常提到的模组PACK、CTC、CTB等概念跟各位进行简单的科普。上文就锂电芯的生产过程进行了详细的介绍，包括浆料搅拌、涂布、辊压、叠片/卷绕、化成分容等。经过这一系列工艺过程，一颗颗完整的电芯就生产制造出来了。但是，在前几年动力电池发展初期，这样一颗颗电芯还不能直接装到车上进行供电，这中间还需要模组PACK，也就是电池包设计。那么，模组PACK具体指的是什么？是不是必须要有这个工艺流程呢？什么是锂离子动力电池的模组、PACK？在了解锂离子动力电池的模组和PACK之前，

[汽车电子]

关于<font color='red'>锂离子电池</font>，你不知道的秘密还有哪些（下）？

新能源电动汽车高导热、阻燃、散热凝胶绝缘硅胶片硅脂填料应用

随着电动汽车电子器件多功能化、集成化、高功率化趋势，汽车控制器系统工作时产生的热量越来越多。传统能源的日益短缺，环保压力日渐加重的大环境，电动汽车在日常生活中应用越来越广泛。电动汽车在传统汽车“三小电”(空调、转向、制动)基础上，延伸产生了“三大电”——电池、电机、电控。这些新部件也产生了很多新需求，衍生了新型粘接剂、密封胶及导热材料等材料的应用。尤其是导热材料，其在新能源电动汽车热管理设计中，发挥导热、阻燃、绝缘、填充保护、防震减震等功能，避免汽车部件损坏。若不及时将热量散发出去，将会对控制器性能与寿命造成影响，如何解决汽车控制器系统的散热问题？散热系统的结构合理性和导热材料的选择尤为重要。下面，跟着东超新材料小编一起了解下，

[嵌入式]

未来芯片靠什么？一场超越硅的竞赛开始了

如果我们的电子产品想要变得更小更快，就需要技术上的进步。图片来源：英特尔我们生活在一个由计算机电路驱动的世界。现代生活依赖于半导体芯片和硅基集成电路上的晶体管，它们可以开关电子信号。大多数晶体管使用丰富而廉价的硅元素，因为它既可以阻止也可以允许电流流动，它既是绝缘体又是半导体。直到最近，挤压在硅芯片上的微型晶体管每年的体积都缩小一半。它造就了现代数字时代，但这个时代即将结束。随着物联网、人工智能、机器人技术、自动驾驶汽车、5G和6G手机这些计算密集型工作的问世，科技的未来岌岌可危。那么接下来会发生什么呢? 什么是摩尔定律？摩尔定律是计算能力的指数增长。早在1965年，英特尔联合创始人戈登·摩尔

[半导体设计/制造]

未来芯片靠什么？一场超越<font color='red'>硅</font>的竞赛开始了

锂离子电池添加剂Trinohex® Ultra在韩国获得REACH批准

　　休斯顿2024年5月1日 /美通社/ -- Ascend Performance Materials 的锂离子电池电解质添加剂已在韩国获得 REACH 批准，让这种独特材料的可用性进一步扩大。Trinohex Ultra 由 Ascend 在美国制造，根据该地化学品注册、评估和授权法规，现已获准每年进口到韩国，数量不超过1,000公吨。　　Trinohex Ultra 是一款高纯度 1,3,6- 己三甲腈，相关发明专利的范畴广泛，旨在延长高压锂离子电池（例如电动汽车中使用的电池）的生命周期并提高其安全性。1,3,6- 己三甲腈的工作原理是在阴极周围形成保护膜，防止金属离子溶解和电解质分解，从而制造出更安全、更耐用

[新能源]

SEMI：2024Q3 全球硅晶圆出货面积同比增长 6.8%、环比增长 5.9%

11 月 13 日消息，半导体行业协会 SEMI 旗下 SMG 美国加州当地时间昨日发布了新一期的硅晶圆季度分析报告。该报告显示今年三季度全球硅晶圆出货量达 3214 百万平方英寸（MSI）。 ▲ 图源 SEMI 这一规模大致相当于 2842 万片 12 英寸（IT之家注：即 300mm）晶圆，同比实现 6.8% 增长，环比则提升了 5.9%。 SEMI SMG 董事长、环球晶圆副总裁兼首席审计师李崇伟表示：第三季度的晶圆出货量延续了今年第二季度开始的上升趋势。整个供应链的库存水平有所下降，但总体上仍然很高。对用于 AI 的先进硅晶圆的需求依然强劲；不过汽车和工业用硅晶圆的需求持续低迷；而手机和其他消费产品用硅晶圆的需求

[半导体设计/制造]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

英国研发锂电池技术革新 添加石墨烯梁将电池寿命提高一倍

英国研发锂电池技术革新添加石墨烯梁将电池寿命提高一倍