電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
用鹽來腌制并延長肉類的保存期限,已經有很長一段歷史。但今朝,康奈爾大學的研究人員又發現給鋰基電池的陽極添加某些鹽的話,還可以大幅延長其使用壽命因為此舉能極大地緩解電池在長久使用后所存在的退化問題。這項發現可適用于其它基于金屬的化學使用,比如更輕和更節能的致密型鋰硫電池,并且有望于3年后投入商業化使用。
在剛被制造出來的時候,一枚基于金屬的電池的陽極材料是被盡可能平均地沉積著的。但在經過一次次的充放電循環后,有害的微小晶體樹突(dendrites)會逐漸積累,并對電池造成危害。
樹突可導致電極表面上出現內部短路并引發電池過熱,倘若失控,還會導致潛在的危險。更可怕的是,倘若熱量將晶體本身給融化了,就會出現孤立區域,長此以往,電池的容量就會因為金屬區域的電路斷開而逐漸減少。
盡管有許多研究人員投入了樹突(枝晶)生長方面的研究這是許多金屬電池(包括鋰電池)都會面對的問題但卻無法徹底根除這一現象。
好消息是,由康奈爾大學LyndenArcher教授所率領的一個研究小組,已經采取一種全新的辦法,并且能夠阻止這些有害晶體的生長。
在檢視了沉積過程中的化學穩定性之后,科學家們決定在電解質中添加鹵鹽。正如預期的那樣,它能夠非常有效地戒備枝晶在鋰電池陽極納米涂層上的生成。
據研究人員解析,這項發現使得電池的循環使用壽命可被極大地延長。此外,該辦法也適用于采用其它化學組成的電池電極。
Archer教授說到:我們的研究結果聲明,倘若不及時解決,樹突的生長會造成鋰電池在65個小時的繼續充放電循環后出現故障。
但在向電解質中添加了鹵化物鹽之后,其壽命被新增到了1800個小時(約25倍)到無限,特別是配合納米多孔分隔符之后。
這項探測是在室溫柔更高的電流密度下完成的(與用于評估陶瓷或聚合物電解質相比),這使得其結果更加令人印象深刻。
有關這項研究的具體內容,已經發表在最新一期的《自然材料》(NatureMaterials)雜志上,
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