當前智能手機的一大短板，就是電池續航不夠給力。采用硅負極材料有助于提升電池性能，而加州大學(xué)河濱分校的一支團隊現也證明將廢舊玻璃瓶作為材料來(lái)源，對環(huán)境可以更加友好。從智能手機、到電動(dòng)汽車(chē)，當前鋰離子電池為無(wú)數產(chǎn)品提供著(zhù)能源。通常情況下，它們用鋰作為陰極、石墨作為陽(yáng)極。不過(guò)隨著(zhù)材料觸及天花板，促使研究人員們尋找硅這個(gè)老朋友來(lái)作為陽(yáng)極的替代品。
與石墨相比，其儲能潛力可達 10 倍、但不是很耐用。在日常使用的熱脹冷縮之下，會(huì )讓材料破裂并更快磨損。此前的工作已經(jīng)發(fā)現，一開(kāi)始就粉碎硅材料，有助于克服這個(gè)問(wèn)題。
在解決了耐用性的問(wèn)題之后，UCR 研究團隊現在又找到了制造電池的硅材料的新來(lái)源-廢棄的玻璃瓶。在此之前，研究人員們還用過(guò)很多稀奇古怪的陽(yáng)極材料，比如沙子和蘑菇。
研究人員們將玻璃瓶從垃圾填埋場(chǎng)解救了出來(lái)。首先將玻璃瓶粉碎成良好的白色粉末，然后在熱鎂的加持下，將二氧化硅進(jìn)一步細化到納米級別。最終，這些納米粒子被碳所包覆，不僅性質(zhì)更加穩定、儲能量也有所提升。
在對采用這種陽(yáng)極材料制造的紐扣電池進(jìn)行的 400+ 次循環(huán)測試中，其儲能量在 1420 mAh/g 左右，較常規石墨陽(yáng)極電池（約 350 mAh/g）有大幅提升。
研究首席作者 Changling Li 表示：我們從垃圾填埋場(chǎng)找尋這種廢棄物開(kāi)始，一手將它打造成了儲能量更高、充電速度更快、性狀更穩定的商用紐扣電池，其在未來(lái)十年的前景非常光明。
有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《科學(xué)報告》（Scientific Reports）期刊上。 |
