创新的等离子系统如何在锂离子电池引入硅阳极
2007年,斯坦福研究人员发现了一种方案,来应对有关如何在电池中使用硅的挑战。通过使用新的纳米技术和方法,他们能将锂存储在微小的硅纳米线中。这些硅纳米线的尺度,比一张纸的厚度约薄一千倍。在吸收带正电的锂离子时,硅纳米线会膨胀,而它们的物理特性(尺寸和形状)会抑制硅的破碎和断裂。
1. 硅阳极提升锂离子电池性能
由于上述原因,硅被广泛认为是未来阳极技术的首选材料。电池制造商和汽车制造商都希望利用其理论上的高充电容量优势。已经证明,相比当今商业化的基于碳阳极的电池,硅阳极电池单位体积和单位重量的能量明显更高。
图 5:采用低压微波等离子体沉积技术,纯硅阳极硅柱的三维生长 [3]
依靠双等离子线技术的制造设备,进行三维多孔硅层的等离子体增强化学气相沉积 (PECVD),具有生产硅纳米线阳极的巨大潜力。图5为采用低压微波等离子体沉积技术进行的纯硅阳极进行三维生长的硅柱。
2. 双等离子线可实现均匀且敏感的表面处理
低压非平衡微波等离子体所产生的高密度自由基,具有低离子能量,使得双等离子线和等离子阵列的组合能够对热敏材料进行高效表面处理。等离子体仅由微波激发,即没有其他磁场的影响。对于大批量的高精度均匀表面处理以及需敏感处理的材料,能够轻松的比例扩容。
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参考文献:
[3] Applying Solar Technology for Pure Silicon Anodes: Porous Silicon Anodes. [online] Homepage: LeydenJar Energising Technologies, URL: https://leyden-jar.com/technology/ [status: June 16, 2021].