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運用電鍍技術,有望突破緊湊大容量鋰電池開發的難題


發布時間:04/21/19 09:43:42        來源:環球電鍍網

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        據外媒報道,日本信州大學研發了抑制鋰硫電池及鋰空氣電池內鋰枝晶增生的新方法。研究團隊將重質碳酸鎂用作電解液添加劑,使沉積的鎂與隨后積聚的鋰發生合金化反應。

     但研究人員卻發現,難以發生可逆反應,而這對于可充電電池而言,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穩定性,從而使可逆反應的發生更容易些。研究人員希望利用電鍍技術來解決上述難題,并最終研發一款緊湊型大容量鋰電池。

    相較于傳統的石墨材料而言,鋰金屬是一款極具前景的高能量密度電池負極材料,因為其理論容量(高達3860 mAh/g。

  然而,鋰金屬的應用也存在諸多安全風險,容易生成鋰晶枝,滲入蓄電池隔板,引起電池內部短路。為此,研發人員采用了諸多方法,用于預防鋰晶枝的出現,包括:采用t3D matric基材、電解液添加劑及利用固態電極。

添加鎂鹽抑制鋰晶枝生成的示意圖:

 

(a)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。通過反復的沉積-溶解循環,淤積形態導致了鋰晶枝的生成,該物質將引起電量的急速衰減和熱逃逸。

(b)在含有鎂鹽的電解液中,鎂離子出現衰減,并在基材上生成金屬鎂,這主要得益于其標準電機電勢較高。隨后,鋰積聚物將與鎂金屬發生電化學反應,生成鋰鎂二元合金。

     盡管該方法能抑制鋰晶枝的形成,但研究人員卻發現,難以發生可逆反應,而這對于可充電電池而言,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穩定性,從而使可逆反應的發生更容易些。

      研究人員希望利用電鍍技術來解決上述難題,并最終研發一款緊湊型大容量鋰電池。

 

 

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