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锂电池关键问题被解决:1000次充放电无衰减

2022年1月14日 07:01  快科技  

由于锂电池具有高储存能量密度、使用寿命长、体积小等特点,现在已经广泛应用于电子产品、电动汽车领域。而现在,使用锂金属阳极已成为替代传统锂电池的最有前途的技术之一。

据外媒报道,美国佐治亚理工学院的科学家发表在《自然》杂志上的一项新研究显示,他们开发出一种橡胶电解质,使锂金属电池更加耐用和安全。

相比传统锂电池锂离子还原时形成的锂枝晶,固态电解质是锂金属电池安全运行的关键技术之一,可以有效抑制锂枝晶的出现。

不过,目前固态电解质的机械性能和电化学性能还不能满足锂金属电池实际应用的要求。而佐治亚理工学院的研究人员开发出的橡胶电解质,则有效客服了这两个困难。

研究人员表示,这种橡胶材料电解质由于富有弹性,不仅可以让抑制电池内部的凸起产生,同时还能保持与电极的平滑连接。这可以让其保持高导电性,并防止锂枝晶的出现。

其次,为了能够让橡胶材料具有导电性,研究人员嵌入了一种叫做琥珀腈的导电塑料晶体,并通过三维互连结构将其固定,使电解质具有形状和稳定性。

在测试中,使用新电解液制成的锂金属电池能够在室温下在4.5 V的电压下工作,在100次循环充放电后没有产生锂枝晶,1000次循环充放电中几乎没有容量衰减。

研究人员表示,该材料还有进一步改进的余地。目前,研究小组正在研究提高循环时间和离子导电性的方法。通过增加这些电池的比能量和能量密度,在增加电动汽车的行驶里程的同时,还能保证安全性。

编 辑:章芳
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