釋放“應力”或可解決高容量鋰電池安全難題
2018年03月30日 10:42 3228次瀏覽 來源： 科技日報 分類： 鋰
隨著可穿戴設備、電動汽車產(chǎn)業(yè)等的迅速發(fā)展，對電池的“高容量”標準，也在不斷提高。以鋰金屬為負極的鋰電池，有著比傳統(tǒng)鋰離子電池高10倍的容量潛力，但卻存在著潛在的安全隱患。
28日，從湖南大學獲悉，美國亞利桑那州立大學姜漢卿團隊、萊斯大學唐銘團隊，與該校段輝高團隊一項關(guān)于“鋰枝晶”問題的研究成果，有望助力解決這類“高能”鋰電池的安全“煩惱”。這一成果，于近日發(fā)表于國際頂級能源期刊《自然·能源》上。
石墨作為傳統(tǒng)鋰離子電池的負極材料，存儲容量為380mAh／g。但，這遠低于鋰金屬的理論比容量3860mAh／g。因此，鋰金屬是高容量電池更為理想的負極材料。不過，早期以鋰金屬為負極的電池，會在充放電過程中產(chǎn)生樹枝狀金屬鋰，即“鋰枝晶”問題。這或可導致電池內(nèi)部短路甚至爆炸，是潛在安全隱患。
為解決鋰枝晶生長問題，學界提出了各種解決方案。包括，在電解液中添加有機添加劑，或使用固態(tài)電解質(zhì)等，抑制枝晶產(chǎn)生。近日，該論文研究團隊關(guān)于鋰枝晶問題的發(fā)現(xiàn)，有望助力從全新角度來“瓦解”鋰枝晶生成。
姜漢卿介紹，他們發(fā)現(xiàn)，在金屬沉積過程中，壓應力普遍存在。團隊在制備出的軟基襯底上，沉積銅膜作為集流體，將電極組裝成電池在顯微鏡下進行充電。觀察發(fā)現(xiàn)，充電一段時間后，銅膜上會驟然出現(xiàn)一維褶皺結(jié)構(gòu)，通過銅膜失穩(wěn)皺褶，軟性襯底上的應力被大大釋放。從而證實了電極表面的壓應力，確能驅(qū)動鋰枝晶生長。同時，他們通過對在銅箔上和軟基集流體沉積鋰金屬，研究沉積鋰形貌，證明了應力釋放能有效防止枝晶生成。
據(jù)悉，團隊還研究了更有效利用軟基底能釋放應力的方式。他們以方糖為模板，獲得了三維多孔軟基襯底。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，相對商業(yè)化銅箔及三維泡沫銅，其具更佳電化學性能。
責任編輯：李峒峒
如需了解更多信息，請登錄中國有色網(wǎng)：www.luytgc.com了解更多信息。
中國有色網(wǎng)聲明：本網(wǎng)所有內(nèi)容的版權(quán)均屬于作者或頁面內(nèi)聲明的版權(quán)人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網(wǎng)”的文章，均為中國有色網(wǎng)原創(chuàng)或者是合作機構(gòu)授權(quán)同意發(fā)布的文章。
如需轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載方必須與中國有色網(wǎng)（ 郵件：cnmn@cnmn.com.cn 或 電話：010-63971479）聯(lián)系，簽署授權(quán)協(xié)議，取得轉(zhuǎn)載授權(quán)；
凡本網(wǎng)注明“來源：“XXX（非中國有色網(wǎng)或非中國有色金屬報）”的文章，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不構(gòu)成投資建議，僅供讀者參考。
若據(jù)本文章操作，所有后果讀者自負，中國有色網(wǎng)概不負任何責任。
