韓國三星電子研發新型鋰電池技術可實現容量翻倍

韓國三星電子工業企業成功將鋰離子電池的體積比能量提升至700～952瓦時/升，這一數值為現有鋰離子電池的1.5～1.8倍，不過據該公司介紹，目前驗證的充放電循環壽命僅為200次。

新技術的突破關鍵在于開發出了新型負極材料。新材料的比容量為2500毫安時/立方厘米，而普通的石墨負極材料僅為550毫安時/立方厘米，新材料是其4倍以上，其原理是通過用數層石墨烯對硅微粒子施以涂層處理來實現的。

硅的比容量高達約4000毫安時/克，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，從而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。硅微粒子發生膨脹時，石墨烯會在包住硅微粒子的狀態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有鋰離子電池普遍采用的鈷酸鋰，并未經過特殊處理。

如果這一科研成果能夠解決循環次數低的問題，預計未來車用鋰電池的總體續航里程能夠實現同等體積下的翻倍。但是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，屆時電池的續航里程或將調整為現在的2～3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，這兩家公司或許是最早的受益者。