中國(guó)學(xué)者提出抑制鋰枝晶生長(zhǎng)新辦法，提高鋰電池壽命和安全性

時(shí)間:2018-01-05 08:55來源:澎湃新聞 作者:王燦
點(diǎn)擊: 次
圖片來自郭玉國(guó)等人在Nano Letters上發(fā)表的論文

　　隨著便攜式電子設(shè)備及電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，人們除了追求鋰電池的大容量和充放電速度外，更關(guān)心的是鋰電池的安全性。屢屢發(fā)生的鋰電池爆炸事件難免讓人神經(jīng)緊繃。
 
　　從科學(xué)層面而言，鋰電池爆炸的原因通常是電極表面鋰沉積不均勻?qū)е?ldquo;枝晶”（dendrites）生長(zhǎng)，使得電池的充放電效率降低，甚至電池內(nèi)部出現(xiàn)短路，從而引發(fā)電池故障或安全隱患�？茖W(xué)家們都在試圖找到解決方案。日前，中國(guó)學(xué)者提出采用一種微球（microspheres）結(jié)構(gòu)捕獲鋰，來限制鋰沉積和抑制枝晶生長(zhǎng)（dendrite growth）。
 
　　由于枝晶生長(zhǎng)受到抑制，所以在經(jīng)過200多次充放電后，電極仍能保持99%的高電鍍/剝離效率，這不僅有助于延長(zhǎng)鋰電池的壽命，也可有效提高安全性。
 
　　上述研究來自中科院化學(xué)研究所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究員郭玉國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)。該研究已于日前在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊的《納米快報(bào)》（Nano Letters）上發(fā)表。
 
　　郭玉國(guó)團(tuán)隊(duì)提出的具體方法是，通過微球結(jié)構(gòu)（microsphere）來俘獲鋰，以限制其沉積并抑制枝晶生長(zhǎng)。其所制備的微球?yàn)樘技{米管和多孔二氧化硅保護(hù)層的復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料對(duì)于控制鋰沉積行為是十分有效的。另外，絕緣涂層還可防止電子集中流動(dòng)并減少形成“熱點(diǎn)”的可能性。
 
　　據(jù)了解，郭少軍課題組通過借鑒自然界中蟻穴結(jié)構(gòu)能夠快速交換空氣的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種有特殊官能團(tuán)修飾的二氧化硅為骨架的離子凝膠電解質(zhì)。這種仿生離子凝膠電解質(zhì)具有快速傳輸鋰離子的能力，而且能夠在金屬鋰負(fù)極表面自發(fā)地形成顆粒富集層，從而有效地抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。該成果為利用仿生概念設(shè)計(jì)高性能的金屬鋰電池提供了一種新思路。
 
　　郭玉國(guó)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，此研究為鋰金屬電極的設(shè)計(jì)提供了新的思路，可加快鋰電池的實(shí)際應(yīng)用。
 
　　此前，在解決鋰電池這一安全問題時(shí)，業(yè)內(nèi)多采用的是電解液添加劑、穩(wěn)定的界面以及修飾電極等多種方式。有實(shí)驗(yàn)證明，采用架構(gòu)調(diào)整鋰枝晶積聚是最高效的方式。
 
　　北京大學(xué)工學(xué)院郭少軍課題組和北京理工大學(xué)陳人杰課題組曾共同提出了通過“蟻穴”結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)抑制鋰枝晶的方法。該團(tuán)隊(duì)的研究論文于2017年6月在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《能源與環(huán)境科學(xué)》（Energy & Environmental Science）上正式發(fā)表。
(責(zé)任編輯：admin)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 鋰枝晶 安全性
作者：王燦 ，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處：http://m.tyubcd3.cn/qianyan/zx/2018010521575.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請(qǐng) 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞

  • Lithium Australia利用采礦廢棄物制作鋰電池 可降低成本

    據(jù)外媒報(bào)道，Lithium Australia公司雄心勃勃，想要利用采礦廢棄物來制造鋰電池。
    2018-12-11 09:28

  • 瑞士電池制造商ecovolta推標(biāo)準(zhǔn)化鋰電池

    瑞士電池系統(tǒng)制造商ecovolta研發(fā)出一種標(biāo)準(zhǔn)化鋰離子動(dòng)力電池(Li-iontractionbattery)，該標(biāo)準(zhǔn)電池可為電動(dòng)汽車制造商節(jié)省50萬歐元的研發(fā)費(fèi)用。
    2018-11-19 14:45

  • 影響鋰硫電池化學(xué)動(dòng)力性能主要因素找到

    　　記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校錢逸泰院士團(tuán)隊(duì)和王功名教授課題組通過實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方式，研究了金屬鈷基化合物在鋰硫化學(xué)中的動(dòng)力學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)鈷基化合物中陰離子的價(jià)電子的p能帶中心相對(duì)費(fèi)米能級(jí)的位置，是影響鋰硫電池界面電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性
    2018-09-14 09:30

  • “截�！变囍� 單層石墨烯電極可避免鋰電池短路

    記者15日獲悉，軍事科學(xué)院、北京大學(xué)等單位聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)合成了一種完美的單層石墨烯電極，并揭示鋰原子以其為基底材料進(jìn)行電沉積的行為，填補(bǔ)了金屬鋰在碳原子晶格上異相成核的基礎(chǔ)研究空白，為破解鋰電池產(chǎn)業(yè)化遭遇的鋰枝晶等難題提供理論基礎(chǔ)。
    2018-07-16 11:59

  • 西安交大科研人員在鋰離子電池電極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面取得新進(jìn)展

    電極材料在充放電循環(huán)過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)電池的容量、倍率以及循環(huán)壽命等性能有著至關(guān)重要的影響。
    2018-05-15 09:44

  • 中國(guó)科學(xué)家有望開發(fā)新型安全鋰電池

    發(fā)表在最新一期美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)《納米快報(bào)》上的研究顯示，中國(guó)科學(xué)家有望開發(fā)出一種防燃燒和爆炸的鋰電池，這種由新材料制備的鋰電池可彎曲、成本低且更加安全。
    2018-04-29 17:18

  • 超安全的鋅電池技術(shù)可以與鋰電池競(jìng)爭(zhēng)

    馬里蘭大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的水和鋅基電池，可以通過某種方式滿足所有這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并最終可能在未來的消費(fèi)電子產(chǎn)品中出現(xiàn)。
    2018-04-17 10:18

  • 商丘師院合成高性能鋰電池新型鍺基負(fù)極材料

    商丘師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院魏偉博士在高性能鋰離子電池負(fù)極材料研究領(lǐng)域取得了進(jìn)展。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《納米尺度》。
    2018-04-03 10:46
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話：010-56284224
在線投稿
微信公眾號(hào)