新研究解決枝晶難題克服鋰電池的局限性
TIFRH 研究人員開發的一種新方法透過修改隔膜來抑制枝晶的生長,從而大大提高了鋰金屬電池的安全性和壽命。這種可擴展、具成本效益的方法面臨高電流密度的挑戰,預計將進一步推動電池技術的發展。
鋰金屬電池(LMB)的能量密度比目前的鋰離子電池(LIB)高出近10 倍,因此被認為是未來潛在的儲存系統之一。然而,鋰金屬電池存在一定的安全隱患,無法用於快速充電應用。不受控制的枝晶形成會導致過度加熱和電池短路,這是其發展過程中面臨的關鍵挑戰之一。研究人員以前曾試圖解決LMB 的安全問題,但採用的方法既費力又昂貴/耗時。海德拉巴塔塔基礎研究所(TIFRH)的TN Narayanan 實驗室報告了一種簡單、可擴展、成本效益高的方法,用於組裝更安全、更耐用的鋰金屬電池。Preeti Yadav(作者)手持由改良型隔膜式鋰金屬電池供電的發光紅色LED(3V) 圖片來源:Pallavi Thakur 博士和TN Narayanan 教授多孔隔膜位於電池電極之間,將它們分開,對防止短路至關重要。電池使用一段時間後,其中一個電極上開始形成樹狀結構或稱為樹枝狀突起的須狀突起。如果這些樹突不受控制地生長,就會在某種意義上成為兩個電極之間的物理橋樑,造成短路。該研究的主要作者、研究生Preeti Yadav 和Pallavi Thakur 使用一種常見的石墨衍生物粉末對典型電池中使用的隔膜進行了改性。這種改質抑制了枝晶的形成,在很大程度上提高了電池的壽命。研究人員認為,這種隔膜改質方法具有巨大的潛力,可以推廣到工業應用中。然而,在10 mA cm-2 的極高電流密度下,電池似乎在緩慢退化。這可能是因為鋰電鍍到了碳(沉積石墨衍生物層的一種成分)上。研究人員希望進一步研究這些難題,從根本上了解介面在提高電池效能方面的作用。編譯自: ScitechDaily