华盛顿州立大学开发出新材料,将为锂电池带来新突破
发布时间:2020-02-22 来源:新材料网
据外媒报道,华盛顿州立大学(WSU)研究人员提出的一种“梦想材料”,能够替代当前的负极材料,从而大举推动锂电池的发展。要知道一直以来科学家们都在致力于改造锂电池,因为它严重限制了一些移动设备的发展速度。
据华盛顿州立大学机械与材料工程学院助理宋名佳在《纳米能源》杂志上的报道称, 研究人员在他们的电池中使用了一种配方,在锂阳极周围形成了一层独特的保护层,保护电池不退化,并使电池在典型条件下工作更长时间。同时通过采用一种新的设计,在材料周围添加一层保护,以隔绝起火隐患。
据悉,在充放电的过程中,锂离子可在两个电极之间来回移动。当前阳极多为石墨与铜的混合材料制作,但科学家在材料方面看到了极大的改进空间。此前,将锂金属集成到锂离子电池中的努力,一直受到安全问题的困扰。这是因为当锂离子在电池两极间来回传递时,回导致在材料表面形成所谓的枝晶,而这种突起的枝晶可能会导致材料破裂出现短路现象,不但容易失去电荷还可能会带来火灾隐患。
而宋名佳引领的团队想到了将多孔结构的无毒化学物质(二硫化硒)来制成电池的阴极。
二硫化硒其具有致密、导电和坚固的特性,能够促进良好的充电稳定性,同时避免形成危险的晶枝。后续测试表明,新型电池不仅可以充电500次,还可以保持高效率。宋名佳表示二硫化硒能够形成独特的保护层,在电池循环的过程中几乎不会引起锂阳极的任何变化,从而使得减少轻锂枝晶的生长和带来的有害现象。
宋名佳认为他们的技术具有可扩展性和成本效益, 与仍需数年时间才能实现的固态电池相比,不必改变制造程序。并且这项技术很快就能应用在实际工业上,为开发周期寿命长的高能锂金属电池开辟了一条有希望的道路。