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据外媒报道,虽然锂离子电池仍有改进的空间,

来源:原创    时间:2019-09-06 03:08    浏览量:70 

据外媒报导,尽管锂离子电池仍有改善的空间,但业界大多数人以为固态电池将成为下一代首选电池。
而现在,特斯拉的电池研讨同伴发布了一种让锂离子电池取得更高能量密度的办法,可让我们不再将研讨要点只专心于固态电池。
加拿大戴尔豪斯大学(Dalhousie University)一个由Jeff Dahn教授领导的小组,与特斯拉加拿大研制中心的搭档,以及加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)协作,展现了运用双盐电解质(氟代碳酸乙烯酯(FEC):碳酸乙烯酯(DEC)溶液中含有1M二氟草酸硼酸锂LiDFOB和0.2M四氟硼酸锂LiBF4)制成的无阳极锂金属电池。
研讨人员表明,他们的研讨结果或许会将人们的研讨要点从固态电池(SSB)转移到可充电、高能量密度电池上。
用锂金属替代传统的石墨阳极是进步锂离子电池能量密度最盛行的办法之一,能够将电池的能量密度进步40%至50%。
可是,只要锂金属阳极超厚时,才干显着添加能量密度,可是实践中底子无法选用十分厚的阳极,因而研讨人员表明需要将锂金属阳极的厚度约束在50微米。
约束锂过量是一个巨大的应战,因为其金属锂外表极易构成枝晶,会添加阳极与电解质的反响活性,阻隔金属锂,导致电池循环功率低下。
而在无阳极的电池中,此类循环功率低下的体现会尤为显着,因为此类电池直接选用裸铜阳极构建,在第一次充电循环时,锂会直接在阴极堆积。
因为电池中没有过多的锂,电池体积得以最小化,能量密度得以最大化,可是功能或许会十分差,因为在循环中没有存储的锂来继续为电池弥补能量。
为了进步液体电解质的循环稳定性,人们采取了许多不同的办法,如高盐浓度电解质、醚类溶剂、氟化化合物、电解质添加剂、阳极外表涂层和外部压力等。
此外,还有一种办法是选用固体电解质,可是固体电解质并没有成功地彻底消除锂枝晶问题,并且现在尚不清楚该技能是否与现有的锂离子电池出产设备兼容,而现在在锂离子电池出产设备上的出资已达数十亿美元。
可是,假如运用液体电解质就可出产安全、长寿数的锂金属电池,那现有的出产设备就能够快速完成高能量密度电池的商业化。
在此次研讨中,研讨人员选用了LiDFOB和LiBF4制成的电解质,让现有的无阳极电池的循环寿数达到了最长,90次循环之后,仍可坚持80%的容量。
因为该锂金属阳极由包装严密直径为50微米的锂组成,即便50次循环之后,也不会成长枝晶。
此外,与单盐电解质复合物比较,双盐电解质复合物在不同的电压下体现更好,并且不太依靠外部压力,就可完成杰出的循环功能。
在新电池中,锂离子会从电池阴极中提取出来,在初度充电时,锂离子以金属锂的方式堆积到集电器上(Cu)。

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