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查爾默斯理工大學制定鋰金屬電池充電和操作指南 降低短路風險

時間:2021-01-26 09:01來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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（圖片來源：瑞典查爾默斯理工大學）
 
       據外媒報道，由瑞典查爾默斯理工大學領導的國際研究小組近期制定出鋰金屬電池充電和操作指南，可大幅提高效率及降低短路風險。作為新一代高能量密度電池，業界對于鋰金屬電池未來在汽車領域的應用寄予厚望。
 
       鋰金屬電池以鋰金屬薄箔作為負極材料，而非石墨，因此具有較大能量密度，這一點與鋰離子電池的原理相同。電池電極中沒有石墨，不僅可以大大提高其活性物質比例、增加能量密度并減輕重量，同時，也使在正極上使用高容量材料成為可能，從而將電池能量密度提高三到五倍。
 
       充電和放電過程中，安全性至關重要。近日，查爾默斯理工的研究人員與俄羅斯、中國和韓國的同事提出了可安全使用鋰金屬電池的方法，使電池在充電過程中，其中的鋰金屬不會形成被稱為“枝晶”的針狀結構，從而導致短路，甚至起火。
 
       查爾默斯大學物理系研究員Shizhao Xiong 表示：“充電過程，金屬沉積通常很不均勻，負極就會出現枝晶，隨著時間推移，枝晶使正極和負極直接接觸，從而導致鋰金屬電池會發生短路。因此，防止枝晶形成是解決短路問題的關鍵。而我們的指南可以很好地解決這一問題。”
 
       控制鋰在負極上的分布方式有很多種。充電過程中，鋰金屬結構主要受電流密度、溫度和電解質中離子濃度影響。基于以上參數，研究人員可通過模擬和實驗確定優化電荷方式，從而在鋰金屬陽極上形成高密度理想結構。
 
       查爾默斯大學物理系Aleksandar Matic 表示：“充電時，電解液中的鋰離子會變成鋰原子，此時將其整齊排列非常困難。而指南對于在不同條件下控制該過程均十分有效，這將有助于制造出更加安全高效的鋰金屬電池。”
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 電極 充電 鋰金屬電池
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