研究人员开发了可将行驶里程增加一倍的高容量EV电池材料

 
KIST的研究人员通过简单地混合并加热与油混合的硅与绿色成分玉米和地瓜淀粉，开发了碳-硅复合物的阴极材料。如果将这种材料制成的电池安装在电动汽车中，行驶里程将增加一倍以上。图片来源：韩国科学技术学院(KIST)韩国科学技术学院储能研究中心的Hun-Gi Jung博士及其研究团队(KIST，李秉权总裁)宣布了硅的开发与石墨负极材料相比，这种负极材料可以将电池容量提高四倍，并且能够在短短五分钟内快速充电到80%以上的容量。当应用于电动汽车电池时，新材料有望将其续航里程提高一倍以上。
当前安装在批量生产的电动汽车中的电池使用石墨阳极材料，但是其低容量使电动汽车的行驶里程比具有内燃机的汽车短。因此，具有比石墨大十倍的能量存储能力的硅作为用于开发远程电动汽车的下一代阳极材料引起了人们的注意。然而，由于硅材料的体积迅速膨胀并且在充电和放电循环期间存储容量显着降低，所以硅材料尚未被商业化，这限制了商业化。已经提出了许多方法来增强作为阳极材料的硅的稳定性，但是这些方法的成本和复杂性阻止了硅代替石墨。
为了增强硅的稳定性，Jung博士及其团队致力于使用我们日常生活中常见的材料，例如水，油和淀粉。他们分别将淀粉和硅溶解在水和油中，然后将它们混合并加热以生产碳-硅复合材料。采用一种用于油炸食品的简单热处理工艺来牢固地固定碳和硅，从而防止硅阳极材料在充放电循环中膨胀。
研究团队开发的复合材料的容量是石墨负极材料(360mAh / g-1,530mAh / g)的四倍，并且在500个循环中保持了稳定的容量。还发现，这种材料使电池仅在五分钟内即可充电到80%以上。碳球阻止了硅通常的体积膨胀，从而增强了硅材料的稳定性。同样，使用高导电性碳和硅结构的重新排列导致了高输出。
KIST团队的首席研究员Jung博士说：“我们能够使用普通的日常材料，简单的混合和热工艺而不使用反应器来开发碳硅复合材料。”他继续说：“我们采用的简单工艺以及我们开发的性能优异的复合材料极有可能被商业化并批量生产。该复合材料可应用于电动汽车和储能系统的锂离子电池。 ”
研究结果发表在最新一期的《纳米快报》上。