三星鋰聚合物電池容量密度比將翻番
據(jù)外媒報道，韓國三星電子工業(yè)企業(yè)成功地將鋰離子電池（LIB）的能量體積密度提升至700～952Wh/L，與之相關的技術詳情已在學術雜志《Nature Communications》上以論文形式公開。這一數(shù)值為現(xiàn)有LIB的1.5～1.8倍，不過據(jù)該公司介紹，目前驗證的充放電循環(huán)壽命僅為200次。
此次LIB的突破關鍵在于開發(fā)出了新型負極材料。新材料的容量密度為2500mAh/cm3，而普通的石墨負極材料僅為550mAh/cm3，新材料是其4倍以上，其原理是通過用數(shù)層石墨烯對硅微粒子施以涂層處理來實現(xiàn)的。
硅的容量密度高達約4000mAh/g，其作為負極材料的巨大潛力早已為人所知。但是，硅用作電極時，不僅導電性低，而且存在充放電循環(huán)極短的問題。隨著充電而吸附和釋放鋰離子時，硅微粒子會大幅膨脹或收縮，因此會導致用來確保導電性的導電助劑脫落。
而三星電子通過用石墨烯對硅微粒子施以涂層處理，成功確保了導電性，并抑制了膨脹收縮時的電極劣化及損壞等。硅微粒子發(fā)生膨脹時，石墨烯會在包住硅微粒子的狀態(tài)下通過各層的相互滑動來擴大硅儲存容量，因此不會脫落。
三星方面稱，對電池單元進行性能評估時，負極材料使用了此次的新型材料，而正極材料使用了現(xiàn)有LIB普遍采用的鈷酸鋰，并無經(jīng)過特殊處理。
如果這一科研成果能夠解決循環(huán)次數(shù)低的問題，預計未來車用鋰電池的總體續(xù)航里程能夠實現(xiàn)同樣體積下的翻倍。雖然目前能量密度能夠提升到四倍情況，但考慮到將電池單體制作成電池包后的整體性問題，整體能量密度將會進一步下降，屆時電池的續(xù)航里程或將調整為現(xiàn)在的兩倍到三倍。
目前，福特汽車與寶馬汽車都與韓國三星公司在汽車電池領域有著密切的合作，如果這一成果最終量產(chǎn)，這兩家公司或許是最早的受益者。