来自韩国蔚山科学技术院(UNIST)的研究团队成功开发出能够大幅提升电动汽车的电池容量和充电速度的硅材料导电率的创新技术。
6月3日，UNIST能源及化学工学部李准熙（音）教授和浦项工大化学系朴秀珍（音）教授向我们介绍了一种由他们团队合作开发的“低温硅掺杂硫磺制备技术”。
掺杂是一种向基质有目的的添加元素或化合物的工艺，主要应用在半导体工程之中，以提升材料的电学特性。
目前，电动汽车锂离子电池的阴极材料主要使用导电率较高的石墨。然而，石墨存在难以克服的理论容量上限。为此，人们积极的寻找相关的可替代材料。
硅被视为石墨的良好替代物。但其导电率较低，存在充放电时体积变化大，易破裂等问题。
针对硅材料的这一局限性，李和朴教授的研究团队开发出了“1%掺杂法”。即在低温条件下向硅粒子掺杂硫磺。该技术合成得到的“半导体硅”在无碳环境中，导电率依然能够提升50倍以上，可实现电池的高速充电。
半导体拥有介于金属和非金属之间的中间特性，导电率高于非金属。
李教授指出“传统工艺既复杂又昂贵，且稳定性较差，不适合大规模生产。利用此项技术，能够十分简便的制成半导体硅，且该半导体硅能够有效提升锂离子的扩散速度。这是有助于开发可高速充电的高能电池的理想性质。”
朴教授指出“我们发现，在与商用锂电池相同的评价条件下，由该技术制作而成的电池，充电仅需10分钟，就达到了石墨电池四倍以上的电容量。除了电池材料，该技术还有望应用于包括光电子等在内的多样化能源材料产业中。”
本研究成果于5月28日发表在自然科学领域顶级学术期刊《自然•通讯(Nature Communications)》上。

资料来源：中韩科学技术合作中心