大阪大學利用廢棄矽晶切削粉,實現鋰離子電池的長壽命、高容量化

 

刊登日期:2020/10/16
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日本大阪大學發表了一項實證結果,將廢棄的矽晶錠(Silicon ingot)切削粉以柔軟的薄石墨片包覆,並應用做為鋰離子電池的電極,不僅讓矽粒子變得不易從電極端剝落,鋰離子或電子也變得容易往各自的矽粒子移動,進而促使充放電次數增加,充放電容量也變得不易減少。以第300次的單位重量放電容量而言,已提高至目前主要利用之石墨約3.4倍的理論容量。

研究團隊注意到矽切削粉與石墨片都擁有2次元形狀,發現只須在鋰離子電池正極製造所使用的溶媒中一起分散、過濾,就能製作出石墨包覆矽的複合體。除了石墨之外,利用部分已剝離的膨脹化石墨做為原料,也成功地以更短的時間且高產收率得到極薄的石墨片。實際上亦已確認分散的石墨片不需選別就可直接利用。

此外,製作出來的電極是以穩定的石墨片包覆矽,故可抑制矽的剝離或凝集,改善鋰離子或電子的移動性,並有助於改善矽負極的壽命與容量。

大阪大學表示,此次的研究成果實證了低成本、低環境負荷之矽負極高容量化的可能性,利用實證成果,將可望應用於各種蓄電系統的開發上。此外,隨著矽晶太陽電池的需求增加,矽切削粉的產生量也會隨之提高;另一方面,鋰離子電池的需求也在增加中,因此實證結果亦可望促進高效率之物質循環的實現。


資料來源: https://news.mynavi.jp/article/20200907-1284281/
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