電池研究取得突破性進(jìn)展：科學(xué)家打造出超薄鋰金屬陽極

2021-06-02 15:45:10來源：cnBeta 關(guān)鍵詞：金屬陽極電池閱讀量：22116

導(dǎo)讀：鋰金屬電池之所以有如此大的前景，是因為純鋰金屬的能量密度非常好。

　　韓國的科學(xué)家們在電池研究方面取得了突破性進(jìn)展，有助于突破能源存儲的一個關(guān)鍵瓶頸。鋰金屬電池架構(gòu)是很有前途的電池方向，其容量是當(dāng)今傳統(tǒng)鋰電池的10倍，而新研究克服了鋰金屬電池商業(yè)化進(jìn)程中的一個重要技術(shù)難題。

　　鋰金屬電池之所以有如此大的前景，是因為純鋰金屬的能量密度非常好?？茖W(xué)家希望使用該材料取代現(xiàn)有鋰電池中陽極所用的石墨，不過想要將其商業(yè)化需要解決很多復(fù)雜問題。其中一個關(guān)鍵問題就是和枝晶(dendrites)有關(guān)，在電池長時間使用后會在電池陽極表面形成。這些枝晶會刺穿陽極并迅速導(dǎo)致電池短路、失效甚至是起火。

　　因此，這一領(lǐng)域的許多研究集中在防止樹枝狀物的形成，我們已經(jīng)看到了一些有希望的和創(chuàng)造性的解決方案。其中許多側(cè)重于在陽極和電池的電解液之間形成一個保護(hù)界面，該界面在循環(huán)時在電極之間來回攜帶電荷。

　　研究作者、韓國大邱慶北科技學(xué)院(DGIST)的李永民(Yong Min Lee)教授說：“鋰枝晶的形成在很大程度上取決于鋰陽極的表面性質(zhì)。因此，LMB(鋰金屬電池)的一個關(guān)鍵戰(zhàn)略是在鋰表面建立一個有效的固體電解質(zhì)界面(SEI)”。

　　Lee和他的同事通過使用金屬鋰粉作為起點來解決這個問題，這創(chuàng)造了更高的表面積，并能夠創(chuàng)建薄而寬的電極。然而，這種技術(shù)的一個缺點是表面的不均勻性，這再次導(dǎo)致電池的失敗。隨后 DGIST的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，解決方案的可能性在于在鋰粉中添加硝酸鋰。

　　在制造過程中預(yù)先植入這種化合物，使該團(tuán)隊能夠創(chuàng)造出超薄的鋰金屬陽極，并在表面形成光滑和均勻的界面層。事實證明，這使電池在450次充電循環(huán)中保持穩(wěn)定，其中它保留了87%的容量，并表現(xiàn)出96%的庫倫效率。

　　Lee表示“我們預(yù)計，在LMP電極中預(yù)先植入鋰穩(wěn)定添加劑將是實現(xiàn)具有高比能量和長循環(huán)壽命的大規(guī)模鋰金屬、鋰硫和鋰空氣電池商業(yè)化的一個基石”。

　　(原標(biāo)題：電池研究取得突破性進(jìn)展：科學(xué)家打造出超薄鋰金屬陽極)

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