鋰離子電池中的硅顯示出巨大的前景。

根據一項新的研究，硅-地殼中第二大元素-在鋰離子電池中顯示出巨大的前景。通過用硅替代石墨陽極，可以使陽極容量增加四倍。

在一個氣候零負荷的社會，可再生能源和無排放能源，如風能和太陽能發電，將日益普及。然而，這些來源的能源供應是間歇性的，需要技術解決方案，以便在不晴朗或無風的時候保證能源的可用性。此外，在運輸中形成的無排放能量的轉換需要用于儲能的特定解決方案，并且鋰離子電池被認為具有最佳潛力。

東芬蘭大學的研究人員引入了用硅替代鋰離子電池陽極中使用的石墨的新技術。該研究分析了電化學生產的納米多孔硅用于鋰離子電池的適用性。通常理解，為了使硅在電池中工作，需要納米顆粒，并且這對材料的生產、價格和安全性帶來了自己的挑戰。然而，研究的主要發現之一是尺寸在10微米到20微米之間且具有恰當的孔隙率的顆粒實際上是最適合用于電池的。這個發現是重要的，因為微米尺寸的顆粒比納米顆粒更容易和更安全。從電池材料可回收性的角度來看，這也是重要的。研究結果發表在ScientificReports上。

東芬蘭大學的TimoIkonen研究員說：“在我們的研究中，我們能夠結合納米技術和微型技術：納米級功能與微觀層次的可加工性以及所有這些功能，而不影響性能。“特斯拉電池中已經使用了少量的硅來增加能源密度，但是進一步增加數量是非常有挑戰性的。”他繼續說道。

接下來，研究人員將硅與少量碳納米管結合起來，以進一步增強材料的導電性和機械耐用性。

“我們現在對鋰離子電池中大量使用硅的材料性能有很好的了解，但是我們使用的硅太貴了，因此我們現在正在研究從農業廢料，例如大麥殼灰中制造類似材料的可能性，Vesa-PekkaLehto教授解釋說。