斯坦福大学研究人员开发的新涂层使锂金属电池更接近现实

斯坦福大学研究人员开发的新涂层使锂金属电池更接近现实

九月4,2019
新闻发布:斯坦福大学

由斯坦福大学(Stanford)领导的研究小组发明了一种新涂层,该涂层最终可以使轻巧的锂金属电池安全且持久,从而可以引入下一代电动汽车

可充电锂金属电池的希望已经恢复。这是一个潜在的电池强国,由于其预期寿命短和偶尔的火热消亡而被归入实验室数十年,而其可充电兄弟姐妹锂离子电池目前的销售额超过300亿美元。年。

斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的一组研究人员发明了一种可以克服电池某些缺陷的涂层,该涂层在8月下旬发表在出版物Joule中的一篇论文中进行了描述。

在实验室测试中,该涂层大大延长了电池的使用寿命。 它还通过极大地限制在电池正负极之间刺穿隔板的微小针状结构(或树枝状晶体)来解决燃烧问题。 除破坏电池外,树枝状晶体还会在电池的易燃液体内造成短路。 锂离子电池偶尔也会遇到相同的问题,但迄今为止,树枝状晶体一直是锂金属可充电电池的入门者。

“我们正在解决锂金属电池的圣杯,”化学工程学教授鲍振安说。他是该论文的高级作者,同时与SLAC的材料科学与工程学教授以及光子科学教授Yi Cui一起。 Bao补充说,树枝状晶体阻止了锂金属电池被用于下一代电动汽车。

锂金属电池每磅的电量至少可比锂离子电池多三分之一,并且重量更轻,因为它们使用轻质锂作为带正电的一端,而不是使用较重的石墨。 如果这些电池更加可靠,那么这些电池将使便携式电子产品受益,从笔记本电脑到手机,但崔说,真正的好处将是汽车。 电动汽车的最大障碍是,其电池大约要消耗其四分之一的能量。 这是电动汽车范围和成本的核心。

这项研究的第一作者,斯坦福大学博士生戴维·麦克坎尼奇(David Mackanic)说:“常规锂离子电池的容量几乎已经得到了发展。” “因此,开发新型电池以满足现代电子设备对能量密度的苛刻要求至关重要。”

斯坦福大学和SLAC的团队在标准锂金属电池的带正电荷的一端(称为阳极)上测试了其涂层,该锂通常在该处形成枝晶。 最终,他们将经过特殊涂层的阳极与其他市售组件结合在一起,以制造出可以完全正常运行的电池。 经过160个循环后,它们的锂金属电池仍提供了其第一个循环所提供功率的85%。 普通的锂金属电池在经过这么多次循环后可提供约30%的电量,即使它们不爆炸也几乎无用。

新的涂层通过形成将带电的锂离子均匀地输送到电极的分子网络来防止树枝状晶体形成。 它可以防止这些电池常见的有害化学反应,还可以减少阳极上的化学积聚,从而迅速破坏电池的供电能力。

“我们的新涂层设计使锂金属电池稳定,并有希望进一步发展,”另一位共同主要作者,斯坦福大学博士生Yuzhiao Yu说。

该小组现在正在改进其涂层设计,以增加容量保持能力并在更多的周期内测试电池。

Cui表示:“虽然在电动汽车中使用可能是最终目标,但商业化可能首先要从消费电子产品开始,以证明电池的安全性。”

电子废物世界会议暨展览会将于11月14日(星期四)至11月15日(星期五)在德国法兰克福展览中心的Kap Europa举行。 . 要注册此高度集中的,由解决方案驱动的活动,请单击此处 有关赞助和展览的机会,请发送电子邮件至peter@trans-globalevents.com

固定在Pinterest上

分享这个