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斯坦福大学开发新涂层 让锂金属电池更安全耐用

时间:2019-09-04 16:00:03   阅读:2242

据外媒报道,斯坦福大学(Stanford University)和SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)的研究人员发明一种新涂层,可以使轻质金属锂电池更加安全耐用,推动下一代电动汽车的发展。
在测试过程中,这种涂层可大幅延长电池寿命,并且极大限制锂枝晶的产生,避免刺穿电池正负极之间的隔板,解决燃烧问题。锂枝晶不仅能破坏电池,在电池的易燃液体中,还会造成短路。锂离子电池偶尔也会有同样的问题,但是,锂金属充电电池受到的影响更大。
比起锂离子电池,锂金属电池每磅至少可以多提供三分之一的电量,而且要轻得多,这是因为锂金属电池采用轻质锂作为正电荷端,而不是笨重的石墨。研究人员Cui表示:“如果锂金属电池的性能得到提升,除了笔记本电脑和手机这些便携式电子产品,汽车产业将是最大的受益者。因为在电动汽车运行的过程中,电池大约消耗了自身能量的四分之一,影响电动汽车的里程和生产成本。”
“传统锂离子电池的容量几乎已经开发到了极限,”斯坦福大学博士生、主要研究人员之一David Mackanic表示,“因此,开发新型电池来满足不断增长的能量密度要求至关重要。”
斯坦福大学和SLAC研究团队,在标准锂金属电池的正电荷端(即负极),测试他们的涂层,负极通常是锂枝晶形成的地方。他们利用带有特殊涂层的负极和其他组件,构建可运行电池。经过160次循环之后,他们的锂金属电池能够保持起始容量的85%。普通的锂金属电池在经过这么多次循环后会释放30%的锂,即使没有爆炸,也几乎没有任何用处了。
新涂层通过创建分子网络,将带电锂离子均匀地输送到电极上,防止形成锂枝晶。它可以防止电池发生不必要的化学蓄电池电压反应,还可以减少负极上的化学物质堆积,以免这些物质在短时间内迅速破坏电池的供电能力。斯坦福大学博士生Zhiao Yu表示:“我们的新涂层设计使锂金属电池更加稳定,具有进一步发展的前景。”目前,该团队现在正在改进他们的涂层设计,以提高容量保持率和电池循环周期。

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