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七月 07, 2020

用于高端硅电池研究的新型实验室设备 ——州长亲临基尔为实验室揭幕

RENA Technologies 和克里斯蒂安-阿尔伯特基尔大学携手推进由 BMBF 资助的联合研究项目“PorSSi”,致力于开发用于锂离子电池的硅阳极生产工艺。随着 RENA 公司开发出该工艺,现将在 CAU 对试验设备开展后续调试。借助 InPorSi 系统可利用电化学方法构造硅材料,并形成多孔硅层。要生产能量密度高、使用寿命长的硅阳极,这一前提至关重要。创新的生产解决方案可实现链式物料加工,确保能够轻松分级调整工业生产方案。

石勒苏益格-荷尔斯泰因州州长 Daniel Günther 于 7 月 2 日莅临基尔大学观摩。期间,州长先生宣布将向“高效电池辅助能源转换实验室”(BAEW)提供一笔近 200 万欧元的援助资金,其中一半由石勒苏益格-荷尔斯泰因州(WTSH)拨款,另一半则出自多项欧洲扶持基金。州长为采用 RENA 设备的 BAEW 实验室揭幕,出席者还包括作为项目发起人的 Marco Liserre 教授、Rainer Adelung 教授和 Sandra Hansen 博士以及 RENA Technologies 首席执行官 Peter Schneidewind。 

“得益于 RENA 系统和新落成的实验室,我们能够直接在现场将制成的硅阳极进一步加工成电池。因而,我们得以更快捷、更高效地优化工艺参数和电池设计。”CAU 电池研究领域负责人 Sandra Hansen 博士解释说。Peter Schneidewind 补充道:“凭借 RENA 在设备和工艺方面的专业知识,我们有幸为这一前瞻性锂电池设计的工业化作出决定性贡献。新设备始终以电池应用需求为导向,具备在项目过程中开发出的众多创新功能。”自该研究项目于 2017 年启动以来,已生产出容量高达 3150 mAh/g 的硅阳极。与之相比,普通石墨阳极的最大容量仅为 372 mAh/g。在后续项目进程中,还将进一步完善生产工艺、阳极特性及其在整个电池单元中的集成。

技术背景:迄今为止,锂离子电池大多采用石墨阳极。但这种材料的储存能力有限,进而限制该类系统的能量密度。相反,硅可容纳明显更多的锂离子。由此达到要比石墨高出十倍的理论能量密度,从而成为备受青睐的替代方案。而使用硅作为阳极材料时,面临的挑战在于:硅在电池充电时会剧烈膨胀,可能对阳极造成机械性损毁。采用硅阳极的普通电池单元可达到的能量密度和循环稳定性也因此受到限制。通过“PorSSi”项目中所遵循的方法形成多孔硅结构,从而为阳极内部的材料膨胀创造空间,并显著减少甚至完全避免厚度变化。由此使硅成为百试不爽的通用阳极材料,确保较高的循环稳定性。

 

关于基尔大学 (CAU)

克里斯蒂安-阿尔伯特基尔大学是石勒苏益格-荷尔斯泰因州规模最大的高等学府,设有医学、物理、法律和工程学等学科。在 Adelung 教授的领导下,材料科学学院的“功能纳米材料”教研团队将半导体材料的电化学工艺融入复杂纳米结构的合成。该研究团队在电化学和半导体方面拥有长期经验,因此能够加工可再生能源领域的特殊表面结构。

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