據(jù)外媒報道场斑,卡內(nèi)基梅隆大學(Carnegie Mellon University)梅隆理工學院的研究人員研發(fā)出一種半液態(tài)鋰金屬陽極,可為電池設(shè)計提供一種新范式朋丢。利用此種新型電極制成的鋰電池將具有更高的容量诵两,而且與采用鋁箔制成陽極的傳統(tǒng)鋰金屬電池相比垂票,更加安全。
鋰電池具有存儲大量能量的能力渔茉,因而是現(xiàn)代電子產(chǎn)品中最常見的可充電電池類型之一育需。一般來說,此類電池由可燃的液體電解質(zhì)和兩個電極(陽極和陰極)組成牡违,其中阎揪,陽極和陰極被薄膜隔開。在電池反復(fù)充放電之后蛛最,電極表面會生長鋰枝晶状寨,此類枝晶會刺破分隔兩個電極的薄膜,從而讓陰極與陽極接觸士修,結(jié)果可能會導致電池短路枷遂,最糟的是,可能會起火。
卡內(nèi)基梅隆大學化學系自然科學教授Krzysztof Matyjaszewski表示:“從理論上看酒唉,在鋰電池中采用鋰金屬陽極矩桂,比采用石墨陽極的電池容量大得多,但是痪伦,最重要的是要確保電池是安全的侄榴。”
目前,電池中使用的是具揮發(fā)性的液體電解質(zhì)网沾,解決方案之一是使用固體陶瓷電解質(zhì)替代癞蚕,此類電解質(zhì)導電性高、不可燃以及具有足夠強大的抗枝晶性辉哥。但是桦山,研究人員發(fā)現(xiàn),陶瓷電解質(zhì)和固體鋰陽極之間的接觸不足以存儲和供應(yīng)大多數(shù)電子產(chǎn)品所需的電量醋旦『闼卡內(nèi)基梅隆大學化學系博士生Sipei Li和卡內(nèi)基梅隆大學材料科學和工程系博士生Han Wang制造出一種新型材料,半流體金屬陽極俗耗,克服了該缺點姑郊。
Li和Wang與Matyjaszewski和Jay Whitacre合作,創(chuàng)造出一種雙導電聚合物/碳基復(fù)合材料缝聋,鋰微粒在其上面可均勻分布裂膛。該碳基復(fù)合材料能夠在室溫下保持流動,從而可與固體電解質(zhì)進行足夠的接觸废徙。與使用固體電解質(zhì)和傳統(tǒng)鋰箔陽極制成的電池相比毯炊,通過將半液態(tài)金屬陽極與石榴石固體陶瓷電解質(zhì)結(jié)合,能夠使此類電池的能量密度高出10倍瞄隶,從而使此類電池比傳統(tǒng)電池的生命循環(huán)周期也更長。
研究人員相信他們的方法能夠帶來深遠的影響程蠕,例如第讯,可以用來為電動汽車生產(chǎn)高容量電池,以及為需要使用柔性電池的可穿戴設(shè)備制造專用電池辣铡。而且褒碌,研究人員還認為,他們的方法可以用于其他可充電電池系統(tǒng)酣衷,如納金屬電池和鉀金屬電池交惯,以及可用于電網(wǎng)儲能系統(tǒng)。(作者:余秋云)