外媒報道稱，美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室的研究人員開發(fā)出一種新型電解質混合物和添加劑，可以可使硅負極具有更高的表面穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性，從而改善鋰電池的循環(huán)壽命。

為進一步提升鋰電池的能量密度，電池企業(yè)都在積極研發(fā)新型鋰電池材料，其中高鎳正極+硅碳負極成為了電池企業(yè)開發(fā)高比能電池的新型材料體系。

當前NCM811高鎳材料已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)?；瘧?，但硅碳負極的商業(yè)化道路卻發(fā)展的較為緩慢，主要原因是硅碳負極容易發(fā)生膨脹和循環(huán)壽命低等問題還沒有得到徹底解決。

阿貢國家實驗室化學科學與工程（CSE）部門的高級化學師Jack Vaughey指出：“硅負極的商業(yè)化應用仍然存在絆腳石。在循環(huán)時，鋰離子電池中的硅基陽極會與電解質發(fā)生很大的反應，隨著時間的流逝，該過程會使電池退化從而縮短循環(huán)壽命?！?

為了解決這個問題，阿貢國家實驗室的研究人員研發(fā)了一種新型電解質混合物和添加劑，包含幾種雙電荷或三電荷金屬陽離子（Mg2 +，Ca2 +，Zn2 +或Al3 +）中的任何一種。這些增強的電解質混合物，統(tǒng)稱為“ MESA”（代表硅陽極的混合鹽電解質）

研究人員發(fā)現(xiàn)，在充電過程中，電解質溶液中的金屬陽離子添加物會與鋰離子一起遷移到硅基負極中，從而形成比鋰硅穩(wěn)定的鋰金屬硅相。這種新的電池化學性質極大地減少了硅負極和電解質之間的有害副反應。

在電池中測試的四種金屬鹽中，添加的帶有鎂（Mg2 +）或鈣（Ca2 +）陽離子的電解質鹽被證明在數(shù)百次充放電循環(huán)中效果最好。這些電池的能量密度比石墨鋰電池高出50％。

CSE部門的化學家Baris Key說:“我們已經(jīng)用標準商業(yè)相關電極制作的完整電池對MESA配方進行了徹底的測試?！薄斑@種新型化學物質簡單、可擴展，完全兼容現(xiàn)有的電池技術。”