研究人員將廢棄玻璃瓶變成了高性能電池材料

當前智慧手機的一大短板，就是電池續航不夠給力。採用矽負極材料有助於提升電池性能，而加州大學河濱分校（UC Riverside）的一支團隊現也證明 —— 將廢舊玻璃瓶作為材料來源，對環境可以更加友好。

從智慧手機、到電動汽車，當前鋰離子電池為無數產品提供著能源。通常情況下，它們用鋰作為陰極、石墨作為陽極。不過隨著材料觸及天花板，促使研究人員們尋找矽這個老朋友來作為陽極的替代品。

與石墨相比，其儲能潛力可達 10 倍、但不是很耐用。在日常使用的熱脹冷縮之下，會讓材料破裂並更快磨損。此前的工作已經發現，一開始就粉碎矽材料，有助於克服這個問題。

在解決了耐用性的問題之後，UCR 研究團隊現在又找到了製造電池的矽材料的新來源 —— 廢棄的玻璃瓶。在此之前，研究人員們還用過很多稀奇古怪的陽極材料，比如沙子和蘑菇。

首先將玻璃瓶粉碎成良好的白色粉末，然後在熱鎂的加持下，將二氧化矽進一步細化到納米級別。最終，這些納米粒子被碳所包覆，不僅性質更加穩定、儲能量也有所提升。

在對採用這種陽極材料製造的紐扣電池進行的 400+ 次迴圈測試中，其儲能量在 1420 mAh/g 左右，較常規石墨陽極電池（約 350 mAh/g）有大幅提升。

研究首席作者 Changling Li 表示：“我們從垃圾填埋場找尋這種廢棄物開始，一手將它打造成了儲能量更高、充電速度更快、性狀更穩定的商用紐扣電池，其在未來十年的前景非常光明”。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《科學報告》（Scientific Reports）期刊上。