(a)静电纺丝过程和随后的还原处理的示意图;(b)初纺的SiO2纸状纳米纤维;(c)腐蚀后的硅纸状纳米纤维;(d)碳包覆的硅纸状纳米纤维。
但是硅有明显的体积膨胀,这会导致电池迅速衰减。这种硅纳米纤维结构规避了这个问题,并且对电池进行循环数百次后并没有显著衰减。
“当换到能量密度大的物质时可以省去金属集电体和非活性聚合物粘结剂,例如硅可以显著提高电动车的储存电荷范围。”Favors说。
这项技术还解决了困扰独立式电极多年的一个问题:可扩展性。使用化学气相沉积生长的独立式材料,例如碳纳米管或硅纳米线,其规模只能在非常小的量级(微克)来制造。然而,Favors可以在实验室里一次生产成克的硅纳米纤维。
研究人员未来的工作主要涉及制作硅纳米纤维制成的袋状单元格的锂离子电池,这是一种可以用于电动汽车以及电子设备的大型电池。
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