Método para aumentar la capacidad de la batería mediante el uso de material de ánodo de silicio

A diferencia del método de producción actual de baterías de litio que utiliza grafito como electrodo negativo, la industria japonesa de baterías de litio ha iniciado un clímax para aumentar la capacidad de las baterías de litio, y la medida específica es confiar en los electrodos negativos de silicio.

GS Tangshao Company ha producido una batería de fosfato de hierro y litio de prueba, en la que se utiliza carbonato de litio como electrodo negativo para mejorar la vida útil de la batería, y el silicio como electrodo negativo puede aumentar la capacidad de la batería. Se puede probar mediante experimentos que se comparan con el electrodo negativo de grafito. La capacidad restante de la batería después de 300 ciclos de uso casi se duplica, del 40% al 80% aproximadamente. Además, la batería de litio de electrodo negativo de silicio tiene un buen rendimiento a baja temperatura y también puede aumentar la capacidad de la batería. Un caso exitoso de electrodo negativo de silicio, hay una batería de litio poco profunda utilizada en Mitsubishi Motors para vehículos eléctricos, y un material de electrodo nano negativo de silicio para Hitachi Maxell en el campo de la electrónica de consumo.

La apariencia de los nanomateriales de silicio está determinada por las propiedades físicas del silicio. Aunque el silicio puede almacenar 10 veces más energía que el grafito, la diferencia de volumen entre la expansión y la contracción es de hasta 4 veces, y a medida que aumenta el número de usos, el material del electrodo La fuerza de unión entre el horno y el material del electrodo y el colector de corriente es debilitado, lo que afecta el rendimiento de la batería de iones de litio.

Los expertos japoneses en investigación de baterías de litio creen que la solución a este problema es, teóricamente, aumentar el espacio entre los iones de silicio, pero si se expande excesivamente, el movimiento de electrones e iones de litio disminuirá y el rendimiento de la batería disminuirá. Este problema se resolvió por primera vez en el campo de las baterías de iones de litio de consumo en Maxell's, es decir, las partículas de silicio se redujeron a un tamaño nanométrico y se mezclaron con grafito. El uso de materiales a base de silicio asegura la misma capacidad cuando se usa grafito, pero la capacidad después de 500 ciclos se mejora significativamente.

Otro fabricante de baterías de litio de silicio negativo, Mitsui Metals, está decidido a aplicar esta aplicación de batería de litio tanto a la electrónica de consumo como a los vehículos eléctricos. El objetivo es ser práctico en el sector de consumo en 2012 y utilizarlo como batería de litio para vehículos en 2015.

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