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電磁加熱輥之鋰滲透如何破解?提升鋰電池固態電解質光滑度成關鍵

2017-07-14 16:13:06 來源:上海聯凈

據外媒報道,麻省理工大學(MIT)的研究人員與德國的同行們共同提出,若采用表面光滑的固態電解質(solid electrolyte),可防止有害的鋰滲透(Li infiltration)現象出現,進而提升固態鋰離子電池的性能。

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研究人員試圖解決這類問題,向固態電解質內添加了陶瓷等其他材料。盡管固態電解質能解決電解液的易燃性問題,但經測試表明,這類材料的性能不太穩定,短路的頻率比預期高。

據新研究表明,問題在于此前的研究人員選錯了研究方向,他們旨在找尋一款可制造固態電解質的材料。他們認為材料的硬度(firmness)或剪切模量(shear modulus)將決定樹突(dendrites)是否會滲入電解質。但據新分析表明,表面的光滑度才是該問題的關鍵所在,電解質表面的細微裂紋及劃痕將導致金屬物的積聚。

在發生電化學反應(electrochemical reaction)后,來自電解質的鋰(離子)將開始積聚到其表面細微瑕疵(包括:細微的凹點、裂痕、劃痕)處。一旦鋰離子開始在瑕疵處形成積聚,這一情況將會持續下去。令人感到詫異的是,積聚物是從樹突的尖端開始,而非從其基部開始,進而導致固態積聚物的形成,就像是用個楔子,將裂紋挖得更寬。

這表明研究人員需要將研究重心放在提升固態電解質表面的光滑度,這樣或將消除或極大地減少電池固態電解質樹突的生成數量。為避免產生易燃問題,或許未來還會采用固態鋰金屬電極。此外,該舉措或將使鋰離子電池的能量密度翻番。

樹突的形成將導致短路故障,該問題一度成為鋰電池的技術難題。


>來源:蓋世汽車

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