外媒報(bào)道稱，美國能源部（DOE）阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)出一種新型電解質(zhì)混合物和添加劑，可以可使硅負(fù)極具有更高的表面穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性，從而改善鋰電池的循環(huán)壽命。

為進(jìn)一步提升鋰電池的能量密度，電池企業(yè)都在積極研發(fā)新型鋰電池材料，其中高鎳正極+硅碳負(fù)極成為了電池企業(yè)開發(fā)高比能電池的新型材料體系。

當(dāng)前NCM811高鎳材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用，但硅碳負(fù)極的商業(yè)化道路卻發(fā)展的較為緩慢，主要原因是硅碳負(fù)極容易發(fā)生膨脹和循環(huán)壽命低等問題還沒有得到徹底解決。

阿貢國家實(shí)驗(yàn)室化學(xué)科學(xué)與工程（CSE）部門的高級化學(xué)師JackVaughey指出：“硅負(fù)極的商業(yè)化應(yīng)用仍然存在絆腳石。在循環(huán)時(shí)，鋰離子電池中的硅基陽極會與電解質(zhì)發(fā)生很大的反應(yīng)，隨著時(shí)間的流逝，該過程會使電池退化從而縮短循環(huán)壽命。”

為了解決這個(gè)問題，阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員研發(fā)了一種新型電解質(zhì)混合物和添加劑，包含幾種雙電荷或三電荷金屬陽離子（Mg2+，Ca2+，Zn2+或Al3+）中的任何一種。這些增強(qiáng)的電解質(zhì)混合物，統(tǒng)稱為“MESA”（代表硅陽極的混合鹽電解質(zhì)）

研究人員發(fā)現(xiàn)，在充電過程中，電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子添加物會與鋰離子一起遷移到硅基負(fù)極中，從而形成比鋰硅穩(wěn)定的鋰金屬硅相。這種新的電池化學(xué)性質(zhì)極大地減少了硅負(fù)極和電解質(zhì)之間的有害副反應(yīng)。

在電池中測試的四種金屬鹽中，添加的帶有鎂（Mg2+）或鈣（Ca2+）陽離子的電解質(zhì)鹽被證明在數(shù)百次充放電循環(huán)中效果最好。這些電池的能量密度比石墨鋰電池高出50％。

CSE部門的化學(xué)家BarisKey說:“我們已經(jīng)用標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)相關(guān)電極制作的完整電池對MESA配方進(jìn)行了徹底的測試。”“這種新型化學(xué)物質(zhì)簡單、可擴(kuò)展，完全兼容現(xiàn)有的電池技術(shù)。”