近來，能夠存儲4倍以上的硅負極材料的鋰離子比石墨負極材料中的鋰離子電池已經(jīng)獲得了越來越多的關注，因為它們可能提高電動車輛的里程。但是，在初始循環(huán)中充電時，帶有硅基陽極的電池會損失超過20%的鋰離子用于存儲電能，這導致電池容量降低的問題。為了解決這個問題，研究人員研究了一種預裝鋰或預鋰化的方法，該方法是在電池組裝之前添加額外的鋰，以補償電池循環(huán)期間的鋰損失。迄今為止使用的方法，例如使用鋰粉，具有包括安全隱患和高成本的缺點。

 

KIST的Lee博士和Hong博士開發(fā)了一種技術，該技術可以使用含鋰的溶液而不是鋰粉來預加載鋰離子，從而防止鋰在硅基陽極中流失。將電極浸入量身定制的溶液中僅五分鐘，就足以實現(xiàn)成功的鋰預加載，從而通過自發(fā)化學反應將電子和鋰離子插入基于硅的陽極中。與將鋰粉添加到電極中導致鋰分布不均的常規(guī)方法不同，定制的預鋰化溶液會迅速滲入電極中，從而確保將鋰均勻地輸送到氧化硅中。

 

由研究小組開發(fā)的預鋰硅陽極在第一次充電中損失的活性鋰不到1%，產生的初始電池效率高達99%或更高。與使用市場上可買到的石墨陽極的可比較電池(406 Wh / kg-504 Wh / kg)相比，用預鍍陽極制造的電池的能量密度高25%。

 

李博士，誰為首的研究，他說，“通過整合計算材料學技術到最佳的分子結構的設計，我們能夠改善高容量，基于硅的效率陽極突飛猛進與一種僅控制溶液溫度和反應時間的簡單方法，由于該技術很容易應用于現(xiàn)有電池制造設施中使用的卷對卷工藝，因此我們的方法有可能在實現(xiàn)硅基負極方面取得突破用于實用的電池。”

 

共同首席研究員洪博士說：“這項合作工作之所以能夠實現(xiàn)，是因為KIST鼓勵不同研究團隊的成員進行聯(lián)合研究。這種預電鍍技術可使電動汽車的平均行駛里程至少增加100公里。”