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法拉第研究所闡明固態(tài)電池失效原因

時(shí)間:2021-04-29 10:55來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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(圖片來源：azom)
 
       據(jù)外媒報(bào)道，法拉第研究所（Faraday Institution）的科學(xué)家，在了解固態(tài)電池失效原因方面取得重要進(jìn)展。
 
       研究人員為這一科學(xué)難題的關(guān)鍵部分提供了答案。
 
       新型“超越鋰離子”電池化學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)逐步提升電動汽車電池的續(xù)航里程和安全性，同時(shí)提供成本效益。固態(tài)電池屬于這方面的潛在技術(shù)，然而，受若干關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)的影響，這種電池會在充放電時(shí)出現(xiàn)失效現(xiàn)象，從而阻礙其大規(guī)模應(yīng)用。
 
       此外，固態(tài)電池在反復(fù)充放電后會發(fā)生短路。電池失效的常見原因是鋰枝晶生長，找到相關(guān)的解決方案，或?qū)㈤_啟固態(tài)電池動力電動汽車新時(shí)代。
 
       牛津大學(xué)（University of Oxford）材料、化學(xué)和工程科學(xué)系的科學(xué)家們與鉆石光源（Diamond Light Source）和瑞士謝爾研究所（Paul Scherrer Institute）合作，提出強(qiáng)有力的證據(jù)，以支持兩種相互競爭的理論之一，即鋰金屬枝晶通過陶瓷電解質(zhì)生長，在高電荷率下導(dǎo)致電池短路。
 
       該團(tuán)隊(duì)使用X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（與醫(yī)用CAT掃描儀非常相似的成像方法），并結(jié)合空間映射X射線衍射，來設(shè)想和表征運(yùn)行固態(tài)電池內(nèi)部形成枝晶和裂縫的過程。
 
       最初，在靠近鍍鋰負(fù)極的電解質(zhì)中，形成錐形凹坑狀裂紋。裂紋沿孔隙率大于陶瓷平均值的路徑擴(kuò)展。
 
       然后，金屬鋰沿裂縫沉積，進(jìn)而從后部加寬裂縫，使裂縫繼續(xù)擴(kuò)大。裂紋前沿在鋰沉積之前已經(jīng)擴(kuò)大，因此裂紋尖端不存在鋰。只有沿裂縫全部形成鍍鋰時(shí)，電芯才會最終短路。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
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