变废为宝，废旧玻璃瓶让锂电池性能提高4倍

每年都有大量的废旧玻璃瓶被送入垃圾填埋场或是破损之后被随意丢弃，不仅污染了环境，还造成了浪费，那么能不能把这些玻璃瓶进行更深层次的回收再利用呢，于是就有研究人员盯上了它们，而这一次，玻璃瓶的用途完全不同以往，简直是一次华丽转身。


加利福尼亚大学河滨分校伯恩斯工程学院的研究人员已经研发出用废玻璃瓶和一个低成本的化学工艺制造高性能锂离子电池纳米硅阳极的方法。这种电池将扩展电动车和插电式混合动力电动车的应用范围，并可以以较低的成本，为手机和笔记本电脑等个人电子产品提供更多的电力。

如预期的那样，在实验室测试中，使用玻璃瓶基硅阳极制造的纽扣电池，性能大大优于传统电池。碳涂覆的玻璃衍生硅（gSi @ C）电极在400次循环后，以C / 2速率显示出优异的电化学性能，容量为1420毫安/克。


硅阳极可以比常规石墨阳极存储10倍以上的能量，但是在充放电期间的膨胀和收缩使得它们不稳定。现如今已证实将硅尺寸缩小到纳米尺度可减少这一问题，通过结合大量的且相对纯净的二氧化硅和低成本的化学反应，研究人员创建了锂离子半电池，能比传统的石墨阳极储存约四倍以上的能量。

自然杂志”科学报告中曾发表过一篇关于该研究的文章，题目为“玻璃瓶中衍生的硅作为整个锂离子电池蓄电单元的阳极材料”，机电工程教授Cengiz Ozkan和电气工程教授Mihri Ozkan是该项目的主要负责人。


制造纳米硅基负极需要三个步骤，首先将玻璃压碎，研磨成精细的白色粉末，然后在粉末中加入镁并加热使其发生化学反应，最后在生成的混合物外面涂一层碳。硅纳米颗粒更加稳定，也能提高电池的储电能力。研究员说，该化学反应成本很低，他们已申请专利，之后会将这种电池投入生产。

研究首席作者 Changling Li 表示：“我们从垃圾填埋场找寻这种废弃物开始，一手将它打造成了储能量更高、充电速度更快、性状更稳定的商用纽扣电池，其在未来十年的前景非常光明”。