據(jù)外媒報(bào)導(dǎo)，加州大學(xué)河濱分校（University of California, Riverside，URC）伯恩斯工程學(xué)院（Bourns College of Engineering）的探討人士研發(fā)了新技藝，應(yīng)用硫電極及硅電極生產(chǎn)了高功能的鋰離子電池。

這款硅硫能源電池（SSFC）架構(gòu)一步步將受控純鋰離子整合到電池體系中，在C/10要求下，充放電250次后，其能量密度仍多達(dá)350 Wh/千克。

硫是一款十分具備迷惑力的陰極資料，理論容量（theoretical capacity）為1675 mAh/g。然則，源于硫存留空間膨脹（volumetric expansion）、導(dǎo)電性不良等先天性缺陷，硫電極的利用進(jìn)行較為遲緩。幸運(yùn)的是，URC的研發(fā)人士發(fā)覺(jué)了多個(gè)新方法緩和上述難題。這種產(chǎn)物方案的功能極具前景，但會(huì)導(dǎo)致硫附近發(fā)熱。

日前的陽(yáng)極資料平常抉擇硅，其理論容量多達(dá)4200 mAh/g，而硅則面對(duì)兩大挑戰(zhàn)，導(dǎo)電性不良及空間膨脹。為這，探討人士采納了納米硅構(gòu)造、導(dǎo)電劑（conductive additives）及粘合劑（binders）等方法，終歸解決了上述難題，為能源電池制備了硫陰極及硅陽(yáng)極。

日前，探討人士應(yīng)用硫化鋰（lithium sulfide）或硅化鋰等預(yù)鋰化（pre-lithiated）資料，使能源電池的能量密度多達(dá)600?Wh/千克。然則，這種能源電池的充放電次數(shù)平常很短，通常不足50次，且該類資料還須要采納專用設(shè)施，在加工時(shí)也存留諸多節(jié)制要求。

為組建新架構(gòu)的SSFC，該團(tuán)隊(duì)在慣例能源電池架構(gòu)的技藝上新加了一片鋰箔（lithium foil），使鋰箔能與集電器（current collector）產(chǎn)生接近，在充放電時(shí)將鋰箔整合到能源電池體制中，從而操控鋰離子的鑲嵌量。

在半電池（half cells）中，將采納純鋰作為陽(yáng)極資料，這將引起使用者對(duì)枝狀晶體生長(zhǎng)（樹(shù)突造成，dendrite formation）及鋰腐蝕等平安性難題的擔(dān)心。在全電池（full-cell）形式下，可用硅來(lái)制作陽(yáng)極，可緩和因純鋰陽(yáng)極所激發(fā)的平安難題，同一時(shí)間保證能源電池得到所需的高電量。

該方法讓得受控的鋰載荷可彌補(bǔ)固體電解質(zhì)界面膜（SEI）造成及鋰降解，提高能源電池的重復(fù)生命（cycle life）。另外，該電池還采納了交流阻抗（EIS）、重復(fù)伏安法（CV）及恒電流間歇滴定法（GITT）等多個(gè)方法。該探討將為未來(lái)的硅硫能源電池的研發(fā)奠定根基。

該探討資金來(lái)源于UCR及Vantage Advanced Technologies企業(yè)，該大學(xué)的技藝商業(yè)化辦公室還為這申請(qǐng)了一項(xiàng)發(fā)明專利。