西安交大電氣學(xué)院教授鄭曉泉課題組與美國斯坦福大學(xué)材料學(xué)院教授崔屹、麻省理工學(xué)院核工系教授李巨課題組共同合作，通過一種特殊方法，在納米硅負(fù)極外表面包覆一層人工的二氧化鈦納米層，合成出高機(jī)械強(qiáng)度的硅結(jié)構(gòu)負(fù)極，制備出具有高壓實(shí)密度的硅負(fù)極全電池，實(shí)現(xiàn)了較傳統(tǒng)石墨負(fù)極2倍的體積比容量和2倍的質(zhì)量比容量。

目前商業(yè)化的鋰離子電池只用于低階電源需求，而硅因其理論比容量是傳統(tǒng)石墨負(fù)極的10倍以上，被認(rèn)為有望成為下一代鋰離子電池大容量負(fù)極材料。然而，硅負(fù)極在充放電過程中的庫倫效率低這一難題一直未被攻克。

經(jīng)過實(shí)驗測試，該新成果的二氧化鈦外殼的機(jī)械強(qiáng)度是無定形碳的5倍，可以使穩(wěn)定的庫倫效率達(dá)到99.9%以上，滿足工業(yè)化的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，將有效推動硅主體負(fù)極在電池工業(yè)中的商業(yè)應(yīng)用。該項成果于近日發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上。

德國開發(fā)新傳感器技術(shù)降低鋰電池重量和成本

德國工程師開發(fā)了新的傳感器技術(shù)，可以降低電動車和其他類型的鋰離子電池的重量和成本。

菲利普·多斯特是魯爾大學(xué)電力系統(tǒng)技術(shù)和電力機(jī)電一體化研究團(tuán)隊的一員，該團(tuán)隊開發(fā)了一個新的概念，用于監(jiān)測電池的電流和電壓，可以減少電池的技術(shù)負(fù)擔(dān)，以及添加新的功能。

通常情況下，電動汽車電池由可包含多達(dá)12個電池的單個電池組成，每個電池由其自身的電壓傳感器監(jiān)控。傳感器對于監(jiān)測電池的鋰電池很重要，如果它們過熱或過度工作，則有可能燃燒起火。

在典型的電動汽車電池中，有一個電流傳感器和多個電壓傳感器來做這項工作，傳感器是一個相當(dāng)大的重量和成本驅(qū)動器。

為了減少重量，多斯特和他的同事們提出了一種方法，將此前電動汽車電池需要監(jiān)測電流和電壓的傳感器數(shù)量降低為一個，而不管電池有多少個單體。

研究人員表示，其開發(fā)的傳感器系統(tǒng)可以擴(kuò)展到具有不同單體數(shù)量的電池中。它還可以應(yīng)用于其他電池類型，如平板電腦或筆記本電腦、無線電動工具、不間斷電源系統(tǒng)和太陽能儲能系統(tǒng)，以減少其重量和成本，并提高電池的使用壽命。

接下來，魯爾大學(xué)的工程師們將繼續(xù)努力改進(jìn)技術(shù)，更密切地評估他們的原型和更換單個部件，以滿足汽車行業(yè)的要求。