研究人員研發出新型二維電池隔膜 可使鋰金屬電池壽命翻倍
時間:2021-06-23 08:36來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
點擊:
次
（圖片來源：耶拿弗里德里希席勒大學）
傳統鋰離子電池的能量密度正不斷接近飽和點，因此無法滿足未來電動汽車等應用的需求。與鋰離子電池相比，單位重量的鋰金屬電池可提供兩倍的能量。但鋰金屬電池應用存在一個較大問題，其鋰金屬陽極上會形成鋰枝晶。這是一種很小的針狀結構，形狀與石洞穴中的石筍類似。這些枝狀晶體會不斷生長，直到刺穿隔膜，從而導致電池短路，最終損壞電池。
多年來，全球的專家一直在尋找解決此問題的方法。據外媒報道，近日，耶拿弗里德里希席勒大學（Friedrich Schiller University in Jena）的科學家與波士頓大學（BU）和韋恩州立大學（WSU）的同事成功阻止了鋰金屬電池中枝晶的形成，將該電池的壽命延長了一倍以上。
在電荷轉移過程中，鋰離子在陽極和陰極之間來回移動。每當它們獲得一個電子時，它們就會沉積一個鋰原子，而這些原子就會在陽極上積聚。在積聚處，晶體表面會三維生長，從而形成枝晶。該隔膜的孔隙會影響支晶成核。如果離子傳輸更均勻則可以避免枝晶成核。
耶拿大學的Andrey Turchanin教授解釋說：“這也是為什么我們將極薄的碳制二維膜應用于隔膜中。碳制二維膜的孔徑小于1納米，小于臨界核尺寸，因此可以防止枝晶成核。鋰不再形成樹枝狀結構，而是作為光滑的薄膜沉積在陽極上。”這樣做不僅不會破壞隔膜，且不會影響電池功能。
耶拿大學Antony Geore博士稱：“為了對該方法進行測試，我們對裝有混合隔膜的測試電池進行多次充電。結果發現，即使經過數百次充電和放電循環，也沒有檢測到任何樹枝狀生長。”
WSU的副教授Leela Mohana Reddy Arava表示：“新方法的關鍵創新在于無需改變當前電池的生產過程，僅通過超薄膜就可穩定電極/電解質界面。而界面穩定性是提高電化學系統性能和安全性的關鍵。”
與現代電動汽車（EV）電池同等重量/體積下，高能量密度電池延長了EV的續航里程，并使便攜式電子設備在一次充電后的續航時間更長。WSU研究生Sathish Rajendran表示：“與電池其他組件相比，隔膜受到的關注最少，但隔膜上納米厚的二維膜在影響著電池的壽命。”
研究團隊相信此次發現可能會帶來新一代鋰電池，因此申請了專利。下一步他們將研究如何把二維膜應用整合到生產過程中。此外，研究人員還希望將這一發現應用于其他類型的電池。
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.astra-soft.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.astra-soft.com
猜你喜歡
-
FEV采用“電池到模塊”方法 推出創新型高性能電池系統
2021-06-15 08:39 -
新型電動汽車電池技術問世！ 可將電池能量密度提高2倍成本降一半
2021-06-12 15:04 -
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
崔屹鮑哲南團隊設計新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環壽命難題
2021-06-04 10:10 -
韓國研發新型汽車電池回收技術 回收率達95%
2021-05-21 10:48 -
研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
2021-05-21 08:51 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
哈佛大學團隊打造新型固態鋰金屬電池：10-20分鐘為電動汽車充滿電
2021-05-14 10:53 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
FEV采用“電池到模塊”方法 推出創新型高性能電池系統
2021-06-15 08:39 -
新型電動汽車電池技術問世！ 可將電池能量密度提高2倍成本降一半
2021-06-12 15:04 -
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
崔屹鮑哲南團隊設計新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環壽命難題
2021-06-04 10:10 -
韓國研發新型汽車電池回收技術 回收率達95%
2021-05-21 10:48 -
研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
2021-05-21 08:51 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19
本月熱點
-
第九期電池制造工程師職業技能等級評價成功舉辦，189名學員成為電池行業中高級工程師
2021-06-15 08:49 -
5月動力電池裝車9.8GWh，寧德時代/比亞迪排名前三
2021-06-11 22:12 -
磷酸鐵鋰電池產量占比已超三元電池 特斯拉、大眾都關注
2021-06-16 08:16 -
鋰電池產業上游核心龍頭一覽
2021-06-14 15:24 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53 -
億緯鋰能劉金成：靠電池賺了600億
2021-05-28 09:06 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46
企業微信號
微信公眾號