使用超薄锂电池延长电池寿命
传统的锂离子电池 (LIB) 正迅速失宠,因为研究人员开始将锂金属电池视为一种优越的替代品
我们今天的生活是由各种形状和结构的小玩意所代表的。因此,硬件是用电池来表示的。尽管如此,通常用于电子产品的锂离子电池(LIB)正变得不受欢迎,因为专家们开始将锂金属电池(LMB)视为一个更好的选择,因为锂金属电池的高能量厚度远远超过了LIB。关键的对比在于阳极材料的决定:锂离子电池使用石墨,而锂离子电池使用金属锂。
然而,一个特别的决定也伴随着它自身的困难。其中最突出的是锂阳极表面在循环过程中形成针状结构,称为"树枝晶",通常会穿透阳极和阴极之间的障碍物,导致短路,从而导致健康问题。"锂枝晶的排列依赖于锂阳极的表面观念。随后,LMBs的一个关键方法是在锂表面组装一个熟练的强电解质界面(SEI),"韩国大邱庆博科学技术研究所(DGIST)从事电池计划的Yong Min Lee教授澄清道。
相应地,科学家们研究了一系列系统,从二维界面设计到三维锂阳极工程。对于每一种情况,处理一个问题只是提供了通向另一个问题的途径。尽管如此,另一种依赖于锂金属粉末(LMP)复合阴极的方法仍将脱颖而出。LMP的吸引力在于其圆形,这带来了更高的表面积和厚度可调的简单性,同时考虑到更广泛和更细长的阴极。尽管如此,LMP的使用问题仍然存在,例如,由于其不平衡表面的先天想法而带来的形态学上的失望。李博士和来自韩国的专家一起接受了一种新的方法,他们在阴极制造过程中,在LMP中预先种植了LiNO3,使其能够产生约150 mm宽和20 mm厚的材料-μm厚阳极,库仑产率为96%。
LiNO3向LMP的膨胀完成了两件事:它促使LMP表面形成均匀的富N SEI,并促使其在延迟循环过程中得到支持的调节,因为LiNO3始终被输送到电解液中。事实上,含有LiNO3预种植LMP(LN-LMP)的lmb表现出显著的循环执行,87%的极限维持超过450个循环,甚至比添加LiNO3电解质的细胞还要快。
从左起顺时针方向:李永民教授、李鸿京教授和博士。来自韩国DGIST能源科学与工程部的替补研究员Dahee Jin,他和同事们一起,为他们的电池设计了一种LiNO3预先种植的锂粉末阳极。
李教授对这些发现感到兴奋,并谈到了它们的常识意义。"他说:"我们预计,在LMP终端中预先种植锂平衡添加的物质,将是实现大范围锂金属电池、锂硫电池和锂空气电池商业化的一块冒险之石,这些电池具有高显式能量和长循环寿命。"关于电池,锂似乎不会在不久的将来离开设计。
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