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日本用鎂鹽抑制鋰晶枝 欲用電鍍技術(shù)攻克難題

時(shí)間:2018-02-27 11:49來源:蓋世汽車 作者:綜合報(bào)道
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  據(jù)外媒報(bào)道,日本信州大學(xué)(Shinshu University)研發(fā)了抑制鋰硫電池及鋰空氣電池內(nèi)鋰枝晶增生的新方法。研究團(tuán)隊(duì)將重質(zhì)碳酸鎂(magnesium bis)(三氟甲磺�;�,trifluoromethanesulfonyl)用作電解液添加劑(electrolyte additive),使沉積的鎂與隨后積聚的鋰發(fā)生合金化反應(yīng)(alloying reaction)。
 
  相較于傳統(tǒng)的石墨材料(LiC6: 372 mAh/g)而言,鋰金屬是一款極具前景的高能量密度電池負(fù)極材料,因?yàn)槠淅碚撊萘浚╰heoretical capacity)高達(dá)3860 mAh/g。然而,鋰金屬的應(yīng)用也存在諸多安全風(fēng)險(xiǎn),容易生成鋰晶枝,滲入蓄電池隔板(separator),引起電池內(nèi)部短路。為此,研發(fā)人員采用了諸多方法,用于預(yù)防鋰晶枝的出現(xiàn),包括:采用t3D matric基材、電解液添加劑及利用固態(tài)電極。
 
  添加鎂鹽抑制鋰晶枝生成的示意圖:
 
 
 �。╝)研究人員采用了一款市面上可購得的電解液,鋰晶枝呈非均勻分布。通過反復(fù)的沉積-溶解循環(huán),淤積形態(tài)(deposition morphology)導(dǎo)致了鋰晶枝的生成,該物質(zhì)將引起電量的急速衰減和熱逃逸(thermal runway)。
 
 �。╞)在含有鎂鹽的電解液中,鎂離子出現(xiàn)衰減,并在基材上生成金屬鎂,這主要得益于其標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)電勢(shì)(standard electrode potential)較高。隨后,鋰積聚物將與鎂金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),生成鋰鎂二元合金(binary Li–Mg alloy)。
 
  盡管該方法能抑制鋰晶枝的形成,但研究人員卻發(fā)現(xiàn),難以發(fā)生可逆反應(yīng),而這對(duì)于可充電電池而言,無疑是非常重要的前提條件之一。研究人員正在研究其他鎂鹽,并致力于提升鎂鹽與鋰金屬的電化學(xué)穩(wěn)定性,從而使可逆反應(yīng)的發(fā)生更容易些。
 
  研究人員希望利用電鍍技術(shù)(plating technology)來解決上述難題,并最終研發(fā)一款緊湊型大容量鋰電池。
(責(zé)任編輯:admin)
文章標(biāo)簽: 鋰電池 電解液 鋰晶枝
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