University of Warwick的研究人員通過加強石墨烯束的陽極結構，發現了一種用硅取代陽極中石墨的有效方法，從而提高了鋰離子電池的容量，使其壽命延長了一倍以上。

通過添加石墨烯束，科學家成功解決了硅中固有的性能問題，硅是地殼中含量排名第二的元素，其重量是石墨的10倍，因此提高了電池的容量，并使其壽命延長了一倍以上。

 

在鋰電池中，具有極高比容量的硅會受到容量衰減的困擾。由于其在鋰化時體積膨脹，硅粒子可以以化學方式聚集在一起，產生絕緣界面層，由于硅在反復充電時本質上不具有足夠的彈性以應付鋰化應變，這可導致陽極復合材料微結構的破裂，粉化和快速物理降解。

然而，英國華威大學的研究人員發現了一種新型陽極混合物，這種混合物可以在工業規模上制造。研究人員分離幾個連接的石墨烯層后，可以得到幾層石墨烯(FLG)材料。

根據“自然科學報告”上的題為“硅 - 少量石墨烯(FLG)復合電極系統的相關阻抗研究”的研究報告，FLG材料可以顯著改善用于陽極的較大尺寸硅顆粒的性能。

因此，研究人員創建了60%微硅顆粒、16%FLG、14%鈉/聚丙烯酸和10%碳添加劑的混合陽極，然后進行了100次充放電循環檢查其性能以及材料結構的變化 。

FLG的薄片增加了材料的彈性和拉伸性能，大大減少了鋰在硅化過程中物理膨脹所造成的損害，華威大學工程學院的高級研究員Melanie Loveridge博士是該研究的帶頭人，他說：“更重要的是，這些FLG片也可以非常有效地保持硅顆粒之間的分離程度。”

研究小組已經開始與劍橋大學，CIC，Lithops和IIT(意大利理工學院)，進一步研究這項由Varta Micro-innovations領導的為期兩年的項目，生產硅/石墨烯復合材料，并用于高能和高功率的鋰電池。

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