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鋰電池新型電解質(zhì)面世:1000次充放電無衰減 安全性大幅提高

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:快科技 發(fā)布時間:2022-01-14 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:由于鋰電池具有高儲存能量密度、使用壽命長、體積小等特點,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、電動汽車領(lǐng)域。而現(xiàn)在,使用鋰金屬陽極已成為替代傳統(tǒng)鋰電池的最有前途的技術(shù)之一。

據(jù)外媒報道,美國佐治亞理工學(xué)院的科學(xué)家發(fā)表在《自然》雜志上的一項新研究顯示,他們開發(fā)出一種橡膠電解質(zhì),使鋰金屬電池更加耐用和安全。

相比傳統(tǒng)鋰電池鋰離子還原時形成的鋰枝晶,固態(tài)電解質(zhì)是鋰金屬電池安全運行的關(guān)鍵技術(shù)之一,可以有效抑制鋰枝晶的出現(xiàn)。

不過,目前固態(tài)電解質(zhì)的機械性能和電化學(xué)性能還不能滿足鋰金屬電池實際應(yīng)用的要求。而佐治亞理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出的橡膠電解質(zhì),則有效客服了這兩個困難。

研究人員表示,這種橡膠材料電解質(zhì)由于富有彈性,不僅可以讓抑制電池內(nèi)部的凸起產(chǎn)生,同時還能保持與電極的平滑連接。這可以讓其保持高導(dǎo)電性,并防止鋰枝晶的出現(xiàn)。

其次,為了能夠讓橡膠材料具有導(dǎo)電性,研究人員嵌入了一種叫做琥珀腈的導(dǎo)電塑料晶體,并通過三維互連結(jié)構(gòu)將其固定,使電解質(zhì)具有形狀和穩(wěn)定性。

在測試中,使用新電解液制成的鋰金屬電池能夠在室溫下在4.5 V的電壓下工作,在100次循環(huán)充放電后沒有產(chǎn)生鋰枝晶,1000次循環(huán)充放電中幾乎沒有容量衰減。

研究人員表示,該材料還有進一步改進的余地。目前,研究小組正在研究提高循環(huán)時間和離子導(dǎo)電性的方法。通過增加這些電池的比能量和能量密度,在增加電動汽車的行駛里程的同時,還能保證安全性。

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