德国科学家报告称硅基电池取得了进展，其充放电循环次数已突破一千次。
硅有望为电池提供更多能量，但寿命问题一直存在。德国科学家现已测试出能够承受超过一千次完整充放电循环的电池单元。
硅在寿命测试中表现优异
来自德国弗劳恩霍夫ISE研究所的研究人员测试了以硅为阳极材料的锂离子电池。在经过1000多次完整循环后，这些电池在检测中的容量仍保持在初始容量的83%以上。这一成果源自StrOboBatt项目。
寿命问题正是高硅含量阳极难以得到更广泛应用的主要障碍。该研究所认为，在保持至少80%容量的前提下实现1000次循环，是这类电池发展需要达成的重要性能目标。
经测试的电池单体容量为25安时，具有40层结构，并采用软包式封装。它们是在该研究所的实验中心通过半自动生产线制造而成的。因此，这些是采用工业标准格式的多层电池单体，而不仅仅是原材料本身。
能量密度仍有提升空间
这款研究用电池的能源密度达到了280瓦时/千克。在经过工业优化后，科学家预计其能量密度约为330瓦时/千克。第二个数值目前只是对这种结构潜在性能的估算，并非此次测试的实际测量结果。
阳极由硅、碳和石墨组合而成。其中硅碳复合材料占其活性材料的51%，这并不等同于51%的纯硅。而电池的阴极则采用镍含量较高的NMC材料。
更高的能量密度有助于在电池单元重量不变的情况下储存更多能量。对于电动汽车而言，这有望提升续航里程。不过具体的优势还取决于整个电池的结构、冷却方式以及重量。
压力起着重要作用
测试中另一个重要因素是外部机械压力。在1,000千帕，即大约10巴的压力下，电池单元仍能超过规定的使用寿命极限。而在300千帕或3巴的较低压力下，其可用容量会更快下降。
压力有助于保持电极材料之间的接触，防止它们与基底分离。因此，未来除了化学成分外，电池单元的机械结构及其固定方式也同样重要。
此外，科学家们还发现，在缓慢控制放电状态下的容量与在1C负载条件下的容量之间存在越来越大的差异。因此，83%的保留率本身无法反映高负载条件下的表现。这一成果颇具前景，但该研究所并未公布其商业化的时间表。
来源：
原创文章 / Mobilizujeme.cz
Fraunhofer ISE
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