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如何解决高容量锂电池安全问题

2020-05-23

        伴随着智能穿戴设备、纯电动车产业链等的快速发展趋势,对充电电池的“高容量”规范,也在持续提升。以锂金属为负级的高容量锂电池,拥有比传统式锂电池高10倍的容积发展潜力,但却存有着潜在性的安全风险。

        从湖南师范大学获知,英国俄亥俄州立高校姜汉卿团体、莱斯大学唐铭团体,与该学校段辉高团体一项有关“锂枝晶”问题的科研成果,有希望助推处理这类“高能”高容量锂电池的安全性“苦恼”。这一成效,于前不久发布于国际性电力能源刊物《自然·能源》上。

        高纯石墨做为传统式高容量锂电池的电池正极材料,存储量为380mAh/g。但,这远小于锂金属的基础理论比容积3860mAh/g。因而,锂金属是高容量锂电池更为理想的电池正极材料。但是,初期以锂金属为负级的充电电池,会在蓄电池充电过程中造成网状结构金属锂,即“锂枝晶”问题。这或可造成充电池內部短路故障乃至发生爆炸,是潜在性安全隐患。

        为处理锂枝晶生长发育难题,学术界明确提出了各种各样解决方法。包含,在高容量锂电池电解液中加上有机化学防腐剂,或应用固态电解质等,抑止枝晶产生。前不久,该论文研究团体有关锂枝晶问题的发现,有希望助推从全新升级视角来“分裂”锂枝晶生成。

        姜汉卿详细介绍,他们发觉,在金属沉积过程中,压应力普遍存在。团体在制备出的软基衬底上,沉积铜膜做为集流体,将电极拼装成充电电池在显微镜下开展高容量锂电池充电。观查发觉,电池充电一段时间后,铜膜上面陡然出现一维皱褶构造,根据铜膜失衡褶皱,柔性衬底上的应力被大大的释放出来。进而确认了电级表层的压应力,确能驱动锂枝晶生长发育。另外,他们根据对在铜泊上和软基集流学沉积锂金属,研究沉积锂形貌,证实了应力释放能合理避免枝晶生成。