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用膠帶解決鋰電池痛點(diǎn):減少枝晶出現(xiàn) 延長(zhǎng)電池壽命

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:553次  |  2022年06月27日  

萊斯大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)以膠帶為切入點(diǎn),結(jié)合一些先進(jìn)的激光技術(shù),開(kāi)發(fā)出了極具前景的新型電極材料。這種材料能克服當(dāng)前鋰電池長(zhǎng)期存在的問(wèn)題,并有望大幅提升電池的性能。


鋰金屬電池是指將傳統(tǒng)上用作陽(yáng)極(兩個(gè)電極之一)的石墨換成純金屬鋰的電池。由于這種材料具有非常高的能量密度,金屬鋰可以使電池的充電速度大大加快,容量也可達(dá)到10倍。


不過(guò)鋰電池也存在一些不足,其中比較麻煩的一點(diǎn)就是"枝晶"(dendrites)。在充電過(guò)程中,這些樹(shù)枝狀突起會(huì)在陽(yáng)極表面形成,并可能導(dǎo)致電池短路、失效或起火,因此大量的電池研究都集中在扼殺它們。


來(lái)自萊斯大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在這個(gè)領(lǐng)域有了新的突破,首先是一條膠帶。該團(tuán)隊(duì)將膠帶貼在構(gòu)成鋰陽(yáng)極一部分的銅電流收集器上,并用激光對(duì)其進(jìn)行處理,將其加熱到2300開(kāi)爾文(3680°F或2026°C)的極端溫度,從而賦予其一些非常有用的新特性。


這一過(guò)程將膠帶變成了一種多孔涂層,重要由硅、氧,以及少量的神奇材料石墨烯組成。對(duì)該薄膜的初步實(shí)驗(yàn)表明,它可以作為電流收集器組件的保護(hù)層,既能吸收和釋放金屬鋰,又不會(huì)讓有害的枝晶生長(zhǎng)。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

在其激光誘導(dǎo)的氧化硅保護(hù)涂層中,萊斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)可能已經(jīng)找到了一種方法來(lái)利用這些積極因素,而不會(huì)新增多余的鋰負(fù)擔(dān)。其實(shí)驗(yàn)表明,裝有其新涂層的電池表現(xiàn)出三倍于其他"零過(guò)剩"金屬鋰電池的壽命,在60個(gè)充放電周期內(nèi)保留70%的容量。


該團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō),該技術(shù)快速而安全,不涉及溶劑,并能在室溫下進(jìn)行。因此,它被寄予厚望,認(rèn)為其具有擴(kuò)大規(guī)模的潛力。

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