日本发明多孔电极设计可提高全固态电池的性能和寿命

18 12月 2024

2024-12-18 13:06

电池已成为现代技术不可或缺的一部分。锂离子电池（LIB）几乎随处可见，从手持电子设备和电动汽车，到可再生能源发电系统中使用的大型移动电源。然而，目前的LIB设计存在一些严重的缺陷，包括耐用性低和使用有毒液体电解质。

为了解决这些限制，科学家们已经研究全固态电池十多年了。虽然硅基全固态电池在理论上应该比传统的LIB更耐用，但在实现这一目标之前，仍有一个未解决的挑战。

当硅（Si）基全固态电池经历充电/放电循环时，负极Si电极会反复膨胀和收缩。这会对电极和坚硬的固体电解质之间的界面施加很大的机械应力，导致前者最终破裂、脱落，并遭受不可逆转的性能下降。

据外媒报道，在此背景下，由日本同志社大学（Doshisha University）教授Takayuki Doi领导的研究小组探索出一种有前途的全固态电池解决方案。相关研究论文发表于期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》。正如论文中所解释，研究人员在氧化硅（SiOx）电极上增加孔隙，以期是否可以防止因硅电极中出现的膨胀和收缩引起的开裂和剥落问题。