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华体会网页版|释放“应力”或可解决高容量锂电池安全难题

本文摘要:随着可穿着设备、电动汽车产业等的很快发展,对电池的“高容量”标准,也在大大提升。以锂金属为负极的锂电池,具有比传统锂离子电池低10倍的容量潜力,但却不存在着潜在的安全隐患。28日,从湖南大学得知,美国亚利桑那州而立大学姜汉卿团队、莱斯大学唐铭团队,与该校段辉低团队一项关于“锂枝晶”问题的研究成果,未来将会助力解决问题这类“高能”锂电池的安全性“苦恼”。 这一成果,于近日公开发表于国际顶级能源期刊《大自然·能源》上。

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随着可穿着设备、电动汽车产业等的很快发展,对电池的“高容量”标准,也在大大提升。以锂金属为负极的锂电池,具有比传统锂离子电池低10倍的容量潜力,但却不存在着潜在的安全隐患。28日,从湖南大学得知,美国亚利桑那州而立大学姜汉卿团队、莱斯大学唐铭团队,与该校段辉低团队一项关于“锂枝晶”问题的研究成果,未来将会助力解决问题这类“高能”锂电池的安全性“苦恼”。

这一成果,于近日公开发表于国际顶级能源期刊《大自然·能源》上。石墨作为传统锂离子电池的负极材料,存储容量为380mAh/g。

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但,这近高于锂金属的理论比容量3860mAh/g。因此,锂金属是高容量电池更为理想的负极材料。不过,早期以锂金属为负极的电池,不会在充放电过程中产生树枝状金属锂,即“锂枝晶”问题。这或可造成电池内部短路甚至发生爆炸,是潜在安全隐患。

为解决问题锂枝晶生长问题,学界明确提出了各种解决方案。还包括,在电解液中加到有机添加剂,或用于固态电解质等,诱导枝晶产生。

近日,该论文研究团队关于锂枝晶问题的找到,未来将会助力从全新角度来“崩溃”锂枝晶分解。姜汉卿讲解,他们找到,在金属沉积过程中,力形变普遍存在。团队在制取出有的硬基衬底上,沉积铜膜作为集流体,将电极装配成电池在显微镜下展开电池。

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仔细观察找到,电池一段时间后,铜膜上不会急遽经常出现一维褶皱结构,通过铜膜失稳皱褶,软性衬底上的形变被大大获释。从而证实了电极表面的压形变,确能驱动锂枝晶生长。同时,他们通过对在铜箔上和硬基集流体沉积锂金属,研究沉积锂形貌,证明了形变获释能有效地避免枝晶分解。

据报,团队还研究了更加有效地利用硬基底能获释形变的方式。他们以方糖为模板,取得了三维多孔硬基衬底。

经测试找到,比较商业化铜箔及三维泡沫铜,其不具较佳电化学性能。


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