三星锂聚合物电池容量密度比将翻番

据外媒报道，韩国三星电子工业企业成功地将锂离子电池（LIB）的能量体积密度提升至700～952Wh/L，与之相关的技术详情已在学术杂志《Nature Communications》上以论文形式公开。这一数值为现有LIB的1.5～1.8倍，不过据该公司介绍，目前验证的充放电循环寿命仅为200次。

　　此次LIB的突破关键在于开发出了新型负极材料。新材料的容量密度为2500mAh/cm3，而普通的石墨负极材料仅为550mAh/cm3，新材料是其4倍以上，其原理是通过用数层石墨烯对硅微粒子施以涂层处理来实现的。

　　硅的容量密度高达约4000mAh/g，其作为负极材料的巨大潜力早已为人所知。但是，硅用作电极时，不仅导电性低，而且存在充放电循环极短的问题。随着充电而吸附和释放锂离子时，硅微粒子会大幅膨胀或收缩，因此会导致用来确保导电性的导电助剂脱落。

　　而三星电子通过用石墨烯对硅微粒子施以涂层处理，成功确保了导电性，并抑制了膨胀收缩时的电极劣化及损坏等。硅微粒子发生膨胀时，石墨烯会在包住硅微粒子的状态下通过各层的相互滑动来扩大硅储存容量，因此不会脱落。

　　三星方面称，对电池单元进行性能评估时，负极材料使用了此次的新型材料，而正极材料使用了现有LIB普遍采用的钴酸锂，并无经过特殊处理。

　　如果这一科研成果能够解决循环次数低的问题，预计未来车用锂电池的总体续航里程能够实现同样体积下的翻倍。虽然目前能量密度能够提升到四倍情况，但考虑到将电池单体制作成电池包后的整体性问题，整体能量密度将会进一步下降，届时电池的续航里程或将调整为现在的两倍到三倍。

　　目前，福特汽车与宝马汽车都与韩国三星公司在汽车电池领域有着密切的合作，如果这一成果最终量产，这两家公司或许是最早的受益者。