[業界資訊]主題：建筑工程信息 發佈者： 鄧先生
07/25/2012
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美科學傢研發出矽海綿替代石墨電池元件
【中國保溫節能材料門戶】據報道，美國科學傢找到一種方法用矽海綿替代石墨作爲可充電锂離子電池内的元件，借此可研製出持續時間更長且性能更強的電池，用於商用電子設備和電動汽車上。研究發錶在美國化學學會本月出版的《材料化學》雜誌上。
這項研究由萊斯大學和洛克希德—馬丁公司攜手進行，研究的領導者、萊斯大學化學和生物分子工程學教授斯巴尼·利薩-比斯沃爾和該大學科學傢曼都瑞·薩克爾撰文指出，借用他們研發的這一過程，能將比自身重4倍的物體存儲在锂中。
矽是地球上至常見的元素之一，能替代石墨作爲電池内的陽極。此前該團隊就發現，多孔矽吸收锂的能力是石墨的10倍多。這是因爲矽吸收锂離子後會延展，像海綿一樣的構造賦予瞭矽在電池内部生長的餘地，同時也不會對電池的性能造成損害。2010年，該團隊發現當矽海棉擁有1微米寬、12微米深的小孔時，能在電池領域大展拳腳，但當時的固體矽基座無法吸收锂，仍然有待改進。
在至新研究中科學傢發現，用來製造這些小孔的電化學蝕刻過程能將海綿同基座分開，基座接着可以被重新使用，製造出更多海綿。研究人員稱，從一個標準的250微米厚的矽晶圓上，至少可以提取到4塊這樣的海綿。而其一旦被從矽晶圓上提取出來，上、下都是打開着的，通過將其浸入一個導電的聚闔物黏結劑聚丙烯腈（PAN）内，就可大大增強其導電性。
科學傢由此得到瞭一塊堅硬的薄膜，其能被依附到一個集電器上並放置於電池結構内，並至終借用這一過程製造出瞭一款锂離子電池，其放電能力髙達每克1260毫安時，這使其使用壽命更長。
研究人員在比較中發現，使用薄膜之前，電池的初始放電容量是每克757毫安時，但第二次充放電循環之後，放電容量就開始迅速下降，並在經過15次循環後完全消失殆盡；而經過處理的薄膜在4次循環後就即開始增加放電容量，多孔矽錶現得特别明顯，經過20次循環後，電池的放電容量仍然完好無損。
目前，科學傢正在研究有望能大大增加充放電循環次數的技術，以便能研發出可持續使用幾年的電池。
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最後更新: 2012-07-25 17:30:26
