據(jù)報道稱,科學家們已經(jīng)研制出了一種新型電解質(zhì),有望極大地提升電動汽車的續(xù)航里程。通過將鋰電池陽極中的石墨材料換成純鋰金屬,其有望在能量密度和充電速度上實現(xiàn)新的突破。此外由軟質(zhì)和固態(tài)材料制成的新型電解質(zhì),能夠有效抑制對電池性能造成嚴重損害的枝晶的生長。
表面平滑的電池陽極X光圖像
由于具有出色的能量密度,鋰金屬在能源界被寄予了厚望。通過持續(xù)的改善,純鋰金屬電極有望讓電池容量提升至當前的 10 倍,且極大地縮減充電所需耗費的時間。
不過橫亙在科學家們面前的最大障礙,就是可能嚴重損害電池性能的枝晶。在電池在充放電時,石墨陽極上會形成這種惱人的結構,并最終導致鋰電池的斷路失效故障甚至起火。
許多電池研究項目,都將重點放在了如何抑制這些枝晶的生長上。不過最近,我們已經(jīng)見到了一些有希望的解決方案。
這些措施包括將保護層摻入陽極以防止枝晶生長,或使用碳納米管支架來達到相同的效果,甚至將膠帶引入混合物中。
研究配圖
好消息是,該科學家團隊,已經(jīng)在新型軟固體電解質(zhì)上得出了新的答案。
據(jù)悉,電解質(zhì)旨在促進離子在電池兩極之間來回運動。不過在鋰金屬電池上,研究團隊選用了柔軟多孔的聚合物材料,并在微孔中填充納米陶瓷顆粒。
通過X射線成像技術展開長達 16 小時的觀測,實驗室測試表明,這種軟、固結合的電解質(zhì)方案具有很大的優(yōu)勢。在整個測試期間,電極表面都保持得相當平滑。
在另一項未使用所謂 PIM 復合電解質(zhì)材料的對照組中,研究人員在早期就觀察到了枝晶生長的跡象。展望未來,其希望新技術有助于極大地提升電動交通工具的電池密度。