鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:288次 | 2023年03月10日
萊斯大學(xué)化學(xué)家發(fā)現(xiàn) 在電極上刷薄膜可以保護(hù)電池
據(jù)外媒報(bào)道,萊斯大學(xué)(RiceUniversity)化學(xué)家JamesTour實(shí)驗(yàn)室推出一種技術(shù),通過簡單地將粉末刷入電池陽極表面以調(diào)整電池陽極表面。這些粉末粘附在陽極上,會形成一層薄薄的鋰化涂層,可有效防止有害枝晶的形成。
:萊斯大學(xué)
磷和硫的粉末可被研磨至鋰金屬箔表面,表明該表面可以在不要有毒溶劑的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)。陽極經(jīng)過修改,并和測試電芯中的磷酸鐵鋰氧化物陰極配對,結(jié)果顯示在經(jīng)過340次充放電循環(huán)后,電池的剩余容量比現(xiàn)有電池高70%。
Tour表示:這將簡化大容量電池的制造,同時(shí)大大改進(jìn)大容量電池。將這些粉末狀固體砂磨成鋰金屬陽極可顯著減少可能導(dǎo)致電池短路的枝晶形成,以及材料的加速消耗。
重要作者、萊斯大學(xué)研究生WeiyinChen及其實(shí)驗(yàn)室同事使用必要的肘部潤滑脂(elbowgrease)來測試電極上的各種粉末候選物。首先,研究人員涂刷表面以賦予其紋理,然后刷上粉末以形成和鋰金屬反應(yīng)的精細(xì)薄膜,并形成固體鈍化層。
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%
:萊斯大學(xué)
前博士后研究員、現(xiàn)任Tour實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)訪問員,也是該研究相關(guān)論文的合著者RodrigoSalvatierra和Chen共同打造測試電池,并確定經(jīng)過處理的陽極保持超低極化(ultralowpolarization)可達(dá)4000多個(gè)小時(shí),大約比裸鋰陽極長八倍,其中超低級化是鋰電池的另一個(gè)破壞性特性。
Tour說這些粉末有效地調(diào)整了電極的表面能,使整個(gè)材料的行為更加均勻。因此供應(yīng)了一個(gè)金屬復(fù)合表面,可以防止鋰金屬從陽極流失,而這也是鋰金屬電池中的一個(gè)常見問題。鋰金屬電池的容量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鋰電池,但鋰金屬往往難以反復(fù)充電。
Chen表示:鋰金屬表面的粉末會出現(xiàn)人工鈍化層,提高整個(gè)充放電循環(huán)的穩(wěn)定性。使用這種刷涂方法,金屬表面可以更穩(wěn)定,因此可以安全地充電。
為了證明該技術(shù)可能有更廣泛的應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)室還將粉末研磨成鈉電極,并發(fā)現(xiàn)該過程極大地穩(wěn)定了其電壓過電位(overpotential)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備