国外采用硅和磷烯研发出全新复合物 可提升电池充电速度和电池容量

据外媒报道，印度科学教育和研究学院（Indian Institute of Science Education and Research，IISER）的一支研究团队采用硅和磷烯（phosphorene）研发全新的复合物，用于制作锂离子电池的阳极，该团队由Satishchandra Ogale牵头。

据科研人员透露，该材料非常高效，相较于当前的锂离子电池，新款阳极材料将电池的充电速度和电池容量分别提升了3倍和5倍，同时还降低了电池的整体重量。若仅将硅用作电池的阳极材料，会导致其循环稳定性较弱。

作为实验的一环，IISER研发人员利用磷烯，在纯型的二维材料，其利用纳米硅颗粒物及少量黑磷烯层或纯磷烯来制作电池阳极。

Ogale表示：“事实上，使用磷烯所取得的性能优势源自于磷烯的结构性设计，可提供较高的灵活性及弹性。而高度的机械灵活性使其能够容纳电池内的锂离子，提升电池的充电速度。”

研究人员表示，该电池采用了新研发的材料，该类材料或许也能被用于传感器、场效应晶体管（field effect transistors）及光电元件（optoelectronic devices）。

IISER或许能在实现相同容量的情况下，缩小电池的尺寸并减轻其重量。

该研究的首席作者Kingshuk Roy表示：“尽管硅基电池是未来的发展方向，最大的挑战在于维持其高度的稳定性，从而延长电池的充放电使用寿命。”

在第一次充电测试中，新款电池的容量保持率为78％，这意味着不可逆损失（irreversible loss）微乎其微，而这类不可逆损失恰恰是锂电池硅基阳极与碳复合物混合后的通病。

磷烯具有结构性优势，可被用作粘合剂，防止开裂。在高充电速率条件下，对其进行观察。

据称，该款材料制作的锂电池可耐受数百次充放电循环。