鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:289次 | 2023年01月03日
查爾默斯理工大學(xué)制定鋰金屬電池充電和操作指南 降低短路風(fēng)險(xiǎn)
(:瑞典查爾默斯理工大學(xué))
據(jù)外媒報(bào)道,由瑞典查爾默斯理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)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(fēng)險(xiǎn)。作為新一代高能量密度電池,業(yè)界關(guān)于鋰金屬電池未來在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用寄予厚望。
鋰金屬電池以鋰金屬薄箔作為負(fù)極材料,而非石墨,因此具有較大能量密度,這一點(diǎn)和鋰電池的原理相同。電池電極中沒有石墨,不僅可以大大提高其活性物質(zhì)比例、新增能量密度并減輕重量,同時(shí),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(guān)重要。近日,查爾默斯理工的研究人員和俄羅斯、我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(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致短路,甚至起火。
查爾默斯大學(xué)物理系研究員ShizhaoXiong表示:充電過程,金屬沉積通常很不均勻,負(fù)極就會出現(xiàn)枝晶,隨著時(shí)間推移,枝晶使正極和負(fù)極直接接觸,從而導(dǎo)致鋰金屬電池會發(fā)生短路。因此,防止枝晶形成是解決短路問題的關(guān)鍵。而我們的指南可以很好地解決這一問題。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
控制鋰在負(fù)極上的分布方式有很多種。充電過程中,鋰金屬結(jié)構(gòu)重要受電流密度、溫度和電解質(zhì)中離子濃度影響?;谝陨蠀?shù),研究人員可通過模擬和實(shí)驗(yàn)確定優(yōu)化電荷方式,從而在鋰金屬陽極上形成高密度理想結(jié)構(gòu)。
查爾默斯大學(xué)物理系A(chǔ)leksandarMatic表示:充電時(shí),電解液中的鋰離子會變成鋰原子,此時(shí)將其整齊排列非常困難。而指南關(guān)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。
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