某科研機(jī)構(gòu)開發(fā)的一種新方法通過修改隔膜來抑制枝晶的生長(zhǎng),從而大大提高了鋰金屬電池的安全性和壽命。這種可擴(kuò)展、具有成本效益的方法面臨著高電流密度的挑戰(zhàn),有望進(jìn)一步推動(dòng)電池技術(shù)的發(fā)展。
鋰金屬電池(LMB)的能量密度比目前的鋰離子電池(LIB)高近 10 倍,因此被認(rèn)為是未來潛在的存儲(chǔ)系統(tǒng)之一。然而,鋰金屬電池存在一定的安全隱患,不能用于快速充電應(yīng)用。不受控制的枝晶形成會(huì)導(dǎo)致過度加熱和電池短路,這是其發(fā)展過程中面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
研究人員以前曾試圖解決 LMB 的安全問題,但采用的方法既費(fèi)力又費(fèi)錢/費(fèi)時(shí)。某科研機(jī)構(gòu)報(bào)告了一種簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展、成本效益高的方法,用于組裝更安全、更耐用的鋰金屬電池。
孔隔膜位于電池電極之間,將它們隔開,對(duì)防止短路至關(guān)重要。電池使用一段時(shí)間后,其中一個(gè)電極上開始形成樹狀結(jié)構(gòu)或稱為樹枝狀突起的須狀突起。如果這些樹突不受控制地生長(zhǎng),就會(huì)在某種意義上成為兩個(gè)電極之間的物理橋梁,造成短路。
某研究人員使用一種常見的石墨衍生物粉末對(duì)典型電池中使用的隔膜進(jìn)行了改性。這種改性抑制了枝晶的形成,在很大程度上提高了電池的壽命。研究人員認(rèn)為,這種隔膜改性方法具有巨大的潛力,可以推廣到工業(yè)應(yīng)用中。
然而,在 10 mA /cm-2 的極高電流密度下,電池似乎在緩慢退化。這可能是因?yàn)殇囯婂兊搅颂迹ǔ练e石墨衍生物層的一種成分)上。研究人員希望進(jìn)一步研究這些難題,從根本上了解界面在提高電池性能方面的作用。