电动车续航增长10倍 用“硅”做电池的负极

　　滑铁卢大学的研究人员研究出了新一代电池技术，可以生产出稳定的小体积，长续航电池，除了方便小型可穿戴设备安装，也能用于电动汽车。陈忠伟(音)是一名滑铁卢大学的化学工程师教授，也是整个项目的负责人，他带领的一组研究生团队所做的研究，据说可以大大提升电池的性能表现和使用寿命，远超市面上的锂离子电池。这一研究成果已经被刊登在《自然通讯》杂志上。

　　 陈忠伟(左二)和团队成员

　　研究人员如何做到减小电池体积的情况下，还能保证长续航?答案是，他们使用了硅作为电池的负极材料并解决了材料弊端。

　　众所周知，石墨已经被长期使用在锂离子电池中作为负极材料。但是随着电池技术的提升，材料本身已经渐渐变成了电池性能发展的瓶颈，因为石墨储能量已经到达上限，研究机构开始转向新负极材料的搜寻，其中一个尝试就是采用硅作为电池负极。

　　在理论上，硅材料的比容量要远大于石墨材料。比容量数值的高低直接体现了单位重量电池所能放出的电量。目前商业化锂离子电池广泛使用的负极活性材料为石墨，比容量约为360mAh/g。滑铁卢大学选择使用的硅材料理论比容量达到了4200mAh/g，是石墨的10倍以上。陈忠伟表示，这意味着一辆电动车的单次充电续航可达500公里，并且比现在的电动车电池更小更轻，可以为车身减重。

　　但是将硅作为电池负极材料的尝试并不在少数，至今未能广泛应用的原因在于一些技术难关。我们知道，电池负极材料和电池的安全性也有很大的关联，而硅负极材料的短板在于安全性较差，充放电的体积变化极大。每一次充放，硅材料体积收缩膨胀率高达300%。每一次体积的增大和减小都会形成裂纹，降低电池的表现性能，造成短路，并且最终导致电池停止工作。

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