對下一代電池體系結構的追求使科學家們探索了各種替代材料，而在一段時間內被認為是極好的候選材料的是硅。使用豐富的元素作為鋰離子電池的負極可顯著提高其能量密度，韓國科學家現在提出了解決阻礙其發(fā)展的主要障礙之一的解決方案。

當今的鋰離子電池使用石墨作為陽極材料，帶正電的電極與帶負電的陰極一起工作，以在充電過程中來回穿梭鋰離子。盡管這些電池能夠為當今的手機和電動汽車供電，但將石墨替換為可以存儲四倍鋰離子量的硅，卻可以使手機使用數天，或者每次充電可行駛數百英里。

但是，將硅加工成鋰離子電池以充分利用這種潛力已被證明是有問題的?？茖W家一直在努力解決的問題之一是容量的迅速下降，硅基陽極僅在初始充電周期內會減少20％以上的鋰離子。

可以克服的一種方法是通過一種稱為“鋰預加載”的技術，該技術在組裝電池之前添加了額外的鋰，以彌補循環(huán)中的損耗。通常，這是通過使用鋰粉來嘗試的，盡管這很昂貴并且?guī)戆踩[患。

韓國科學技術研究院（KIST）的一個小組提出了另一種鋰預裝方法。該小組沒有添加鋰粉，而是將硅陽極浸入特殊溶液中五分鐘，這引發(fā)了化學反應，使電子和鋰離子滲入電極。

在測試中，陽極在初始充電過程中損失的鋰少于活性鋰的百分之一。結果顯示，用硅陽極制成的測試電池的能量密度比具有傳統(tǒng)石墨陽極的市售可比電池高25％。研究小組說，這項技術有潛力使電動汽車的平均行駛距離至少增加100公里（62英里），并且對于大規(guī)模處理而言相當容易實現。

“我們能夠通過僅控制溶液溫度和反應時間的簡單方法，就可以大幅度提高高容量硅基陽極的效率，”研究團隊的負責人MinahLee博士說?！坝捎谶@項技術很容易應用于現有電池制造設施中使用的卷對卷工藝，因此我們的方法有可能在實現用于實際電池的硅基負極方面取得突破?！?/p>

該研究發(fā)表在《AngewandteChemie：國際版》雜志上。