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鋰金屬涂層可抑制樹突出現 提高電池性能 最終目標是應用于汽車

鉅大LARGE  |  點擊量:696次  |  2019年09月10日  

斯坦福大學科學家開發的一種涂層有望使鋰金屬電池“更接近實際”,顯著延長電池的使用壽命,并抑制陽極上樹突的出現,因為樹突會導致短路和起火。


斯坦福大學的科學家在位于加州的SLAC國家加速器實驗室(SLACNationalAcceleratorLaboratory)開發了一種用于鋰金屬電池的涂層,這種涂層可以提高這項技術發展的安全性和其他性能。


鋰金屬電池以鋰金屬為正極材料,它取代了較重的石墨,可以提供更好的能量密度,重量也更輕。但是,鋰金屬與傳統電解液并不能很好地配合,因而科學家們試圖尋找一些方法來提高鋰金屬電池的低效率,減輕其嚴重的安全問題,使這項技術能夠發揮出真正的實力。


很多研究方法側重于對電解液本身進行試驗使之與金屬鋰相容,但斯坦福大學的研究人員選擇專注于金屬鋰本身。他們開發了一種涂層,可以將鋰離子均勻地輸送到電極上,減少枝晶的形成,并減少陽極上對電池性能有害的化學物質的堆積。


這種涂層經過溶液處理并應用于金屬鋰陽極。在該電池裝置中,涂層“可同時阻礙電解質滲透,減輕鋰與電解質之間的副作用,保持低界面阻抗,并允許鋰均勻沉積。”


該鋰金屬電池在160次循環后保持了85%的初始功率,雖然這一數字遠低于傳統的鋰離子電池,但與“一般”金屬鋰電池160次循環后只能提供30%左右的電量相比,這款鋰金屬電池還沒有爆炸已經是很大的進步。


該研究小組的一名博士生說:“我們的新涂層設計使鋰金屬電池更加穩定,并具有進一步發展的前景。”該小組現在將專注于改進涂層的設計,以進一步提高容量保持能力,并增加電池測試的循環次數。


該研究小組的一名教授稱,盡管在電動車上使用可能是他們最終目標,但要將鋰金屬電池商業化應該會先從消費級電子產品開始,這樣可以證明電池的安全性。


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