UniversityofWarwick的研究人員通過(guò)加強(qiáng)石墨烯束的陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了一種用硅取代陽(yáng)極中石墨的有效方法，從而提高了鋰離子電池的容量，使其壽命延長(zhǎng)了一倍以上。

通過(guò)添加石墨烯束，科學(xué)家成功解決了硅中固有的性能問(wèn)題，硅是地殼中含量排名第二的元素，其重量是石墨的10倍，因此提高了電池的容量，并使其壽命延長(zhǎng)了一倍以上。

在鋰離子電池中，具有極高比容量的硅會(huì)受到容量衰減的困擾。由于其在鋰化時(shí)體積膨脹，硅粒子可以以化學(xué)方式聚集在一起，出現(xiàn)絕緣界面層，由于硅在反復(fù)充電時(shí)本質(zhì)上不具有足夠的彈性以應(yīng)付鋰化應(yīng)變，這可導(dǎo)致陽(yáng)極復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)的破裂，粉化和快速物理降解。

然而，英國(guó)華威大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新型陽(yáng)極混合物，這種混合物可以在工業(yè)規(guī)模上制造。研究人員分離幾個(gè)連接的石墨烯層后，可以得到幾層石墨烯（FLG）材料。

根據(jù)“自然科學(xué)報(bào)告”上的題為“硅-少量石墨烯（FLG）復(fù)合電極系統(tǒng)的相關(guān)阻抗研究”的研究報(bào)告，F(xiàn)LG材料可以顯著改善用于陽(yáng)極的較大尺寸硅顆粒的性能。

因此，研究人員創(chuàng)建了60％微硅顆粒、16％FLG、14％鈉/聚丙烯酸和10％碳添加劑的混合陽(yáng)極，然后進(jìn)行了100次充放電循環(huán)檢查其性能以及材料結(jié)構(gòu)的變化。

FLG的薄片新增了材料的彈性和拉伸性能，大大減少了鋰在硅化過(guò)程中物理膨脹所造成的損害，華威大學(xué)工程學(xué)院的高級(jí)研究員MelanieLoveridge博士是該研究的帶頭人，他說(shuō)：“更重要的是，這些FLG片也可以非常有效地保持硅顆粒之間的分離程度。”

研究小組已經(jīng)開(kāi)始與劍橋大學(xué)，CIC，Lithops和IIT（意大利理工學(xué)院），進(jìn)一步研究這項(xiàng)由VartaMicro-innovations領(lǐng)導(dǎo)的為期兩年的項(xiàng)目，生產(chǎn)硅/石墨烯復(fù)合材料，并用于高能和高功率的鋰離子電池。