韩国研发超薄20微米厚锂阳极,电池库伦效率更达96%

韩国科学家最近在锂电池研究获得突破,新型超薄锂金属电池让我们离安全、长寿锂电池更近了一些。

锂金属电池跟我们现在常用的锂离子电池不太一样,虽说正极(阴极)都是采用锂和钴、镍、锰等金属组成,但是负极(阳极)从原先的石墨、铜,转变成锂金属,过去研究显示,改用锂金属当阳极,可以将储电容量拉高2倍,能量密度也能显著提升。

只不过这并不是材料换一换即可,锂金属活性比钠、镁都还要高,在充放电过程中会容易沉积锂离子,最终电极表面会因为沉积不均匀形成树枝状锂晶枝,这些晶枝容易刺穿绝缘层,最终导致故障电池起火,因此有不少团队认为,若要防止生成锂晶枝,得先在锂周围裹一层防护罩,又或是在阳极与电解质间制造一层固态电解质界面(SEI)。

韩国大邱庆北科学技术院官网(DGIST)教授Yong Min Lee指出,锂晶枝生成情形取决于电池阳极的表面性质,因此在锂金属电池的关键解决方案中,就是打造一层有效的SEI。而DGIST团队也通过锂金属粉末(LMP),打造出超薄的复合电极。

锂金属粉末为球形颗粒,可以提高电极的表面积、厚度也能依照需求调整,且为了避免电极表面不平坦、造成电池失效,团队这次还发现,硝酸锂能有效解决这个问题,最后研制出150毫米宽、20微米厚的阳极,电池充放电循环450次循环后,容量仍可维持87%,库伦效率更达96%。

DGIST科学家发现,在制造过程中加入硝酸里,能够制造出超薄的阳极,以及表面光滑、均匀的SEI。Lee指出,团队在锂金属粉末电极加入的稳定添加剂,有助研发高比能量和循环寿命长的锂金属电池、锂硫电池和锂空气电池。

(首图来源:shutterstock)

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