Как решить проблему безопасности литиевой батареи большой емкости

С быстрым развитием носимого оборудования, электромобилей и т. Д. Стандарт «большой емкости» для аккумуляторов также постоянно совершенствуется. Литиевые батареи с металлическим литием в качестве отрицательного электрода имеют потенциал емкости в 10 раз больше, чем у традиционных литий-ионных батарей, но при этом существует потенциальная угроза безопасности.

28-го числа из Университета Хунани стало известно, что группа Цзянханьцина из Университета штата Аризона и команда Тан Мин из Университета Райса вместе с командой Дуань Хуйгао из школы получили результат исследования проблемы «дендрита лития». , который, как ожидается, поможет решить такие «высокоэнергетические» литиевые батареи. Безопасность "беда". Это достижение было недавно опубликовано в ведущем международном энергетическом журнале Nature Energy.

Графит - это материал отрицательного электрода для традиционных литий-ионных аккумуляторов с емкостью 380 мАч / г. Однако это намного ниже теоретической емкости металлического лития, чем 3860 мАч / г. Следовательно, металлический литий является более идеальным материалом для отрицательного электрода для аккумуляторов большой емкости. Однако батареи с металлическим литием в качестве отрицательного электрода в первые дни будут производить дендритный металлический литий во время зарядки и разрядки, то есть проблемы «дендритного лития». Это может привести к короткому замыканию или даже взрыву аккумулятора, что представляет потенциальную угрозу безопасности.

Для решения проблемы роста дендритов лития предлагаются различные решения. Включая добавление органических добавок в электролиты или использование твердых электролитов для подавления образования дендритов. Ожидается, что недавно результаты исследовательской группы по проблеме дендритов лития помогут «дезинтегрировать» образование дендритов лития с новой точки зрения.

Цзянханьцин сказал, что они обнаружили, что напряжение сжатия было широко распространенным во время осаждения металла. На мягкую подложку, подготовленную командой, была нанесена медная пленка в качестве собирающей жидкости, а электрод был собран в батарею и заряжен под микроскопом. Было обнаружено, что после некоторой зарядки на медной пленке внезапно появилась одномерная складчатая структура. Из-за нестабильности медной пленки напряжение на мягкой подложке значительно уменьшилось. Доказано, что давление давления на поверхность электрода может стимулировать рост дендритов лития. В то же время они изучили морфологию осаждения металлического лития на медной фольге и жидкостях с мягкой матрицей и доказали, что снятие напряжения может эффективно предотвращать образование дендритов.

Сообщается, что команда также изучила способы использования энергии мягкого субстрата для более эффективного снятия стресса. Они использовали сахар в качестве шаблона для получения трехмерного пористого мягкого субстрата. Было обнаружено, что по сравнению с коммерческой медной фольгой и трехмерной вспененной медью она имеет лучшие электрохимические характеристики.

Страница содержит содержимое машинного перевода.