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研究人員研發(fā)增強(qiáng)型SEI 可提高鋰金屬電池能量密度/性能/安全性

蓋世汽車 余秋云

圖1

據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State)研究人員表示,利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI),可充電鋰金屬電池可實(shí)現(xiàn)更高的能量密度,更佳性能以及更好的安全性。

隨著電動(dòng)汽車、智能手機(jī)和無(wú)人機(jī)等對(duì)更高能量密度的鋰金屬電池的需求增加,SEI的不穩(wěn)定性成為阻礙鋰金屬電池發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題,因?yàn)樵撾姵氐匿囯姌O表面的一層鹽層會(huì)將SEI隔離,并且傳導(dǎo)鋰離子。

作為鋰金屬電池內(nèi)最不為人所知的部分,SEI的降解促進(jìn)了樹(shù)突的形成。樹(shù)突是一種針狀結(jié)構(gòu),從電池的鋰電極中生長(zhǎng)出來(lái),會(huì)對(duì)電池的性能和安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。

機(jī)械與化學(xué)工程教授Wang表示:“這就是為什么鋰金屬電池壽命不長(zhǎng)的原因,界面膜一生長(zhǎng),電池就會(huì)不穩(wěn)定。在該項(xiàng)目中,我們使用了聚合物復(fù)合材料來(lái)打造更好的SEI?!痹擁?xiàng)目由化學(xué)博士生Yue Gao領(lǐng)導(dǎo),研發(fā)的增強(qiáng)型SEI是一個(gè)反應(yīng)性聚合物復(fù)合材料,由聚合物鋰鹽、氟化鋰納米顆粒以及氧化石墨烯片組成,新型電池組件的結(jié)構(gòu)就包含一層薄薄的此類材料。

研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合,以無(wú)源方式為鋰表面提供所需能量,使其不會(huì)與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng),而納米片在復(fù)合材料中起到機(jī)械屏障的作用,防止鋰金屬中形成樹(shù)突。

通過(guò)化學(xué)和工程設(shè)計(jì)以及合作,該技術(shù)能夠在原子水平上控制鋰表面。此外,該反應(yīng)性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本,進(jìn)一步促進(jìn)鋰金屬電池未來(lái)發(fā)展。

來(lái)源:蓋世汽車

作者:余秋云

本文地址:http://autopag.com/news/jishu/87978

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