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拜羅伊特大學(xué)開(kāi)發(fā)超薄固態(tài)電解質(zhì) 提高電池容量和穩(wěn)定性
日期:2023-01-10   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
固態(tài)電池具有可靠性、耐久性和高能量密度,基本上優(yōu)于使用液體電解質(zhì)的傳統(tǒng)鋰離子電池。然而,固態(tài)電池也存在一定的局限性,影響了其在電動(dòng)出行領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用,比如正極和電解質(zhì)之間的界面兼容性差,以及在室溫下的離子電導(dǎo)性低。

(圖片來(lái)源:onlinelibrary.wiley.com)

據(jù)外媒報(bào)道,由德國(guó)拜羅伊特大學(xué)(University of Bayreuth)的Dr. Seema Agarwal教授負(fù)責(zé)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種解決方案,將聚合物陶瓷復(fù)合材料制成很薄的固態(tài)電解質(zhì)。

這種固態(tài)電解質(zhì)是一種聚合物和陶瓷納米纖維的結(jié)合物。該復(fù)合材料類(lèi)似于涂層,可用于正極的多孔表面,充滿(mǎn)微小的空腔,形成與正極穩(wěn)定接觸的固體電解質(zhì),大約只有7微米薄。

與以前的固態(tài)電池相比,這種新系統(tǒng)的特點(diǎn)在于,電解質(zhì)可以像外殼一樣包裹著正極顆粒,從而明顯改善界面性能,使其具有激活正極中的離子的額外優(yōu)勢(shì)。由于這一改進(jìn),新固體電解質(zhì)增加了電池的儲(chǔ)能容量。另一主要優(yōu)勢(shì)在于,這種超薄固態(tài)電解質(zhì)與正極相互作用,大大增加了電池的運(yùn)行可靠性。

Dr. Seema Agarwal表示:“傳統(tǒng)的鋰離子電池反復(fù)使用液體電解質(zhì),容易引發(fā)安全問(wèn)題,比如電解液泄漏,導(dǎo)致電池短路。因?yàn)檫@類(lèi)原因,手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車(chē)已發(fā)生過(guò)很多嚴(yán)重的起火事故。另一問(wèn)題在于負(fù)極上生長(zhǎng)的枝晶,可能刺穿電解質(zhì),導(dǎo)致短路或起火。這種超薄復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)具有很高的熱穩(wěn)定性,可以大幅減少上述風(fēng)險(xiǎn)。”

該項(xiàng)研究的另一主要作者Dr. Sivaraj Pazhaniswamy表示:“使用具有熱穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì),而不是易燃的液體電解質(zhì),有助于充分利用鋰負(fù)極材料。與傳統(tǒng)液體電解質(zhì)電池中使用的其他材料相比,鋰具有諸多優(yōu)勢(shì),如理論容量高和電化學(xué)電勢(shì)低。這種新型固態(tài)電解質(zhì)可與正極相互作用,并表現(xiàn)出卓越的性能。研究人員希望,通過(guò)類(lèi)似的系統(tǒng),優(yōu)化電解質(zhì)和負(fù)極之間的接觸。”

原標(biāo)題: 拜羅伊特大學(xué)開(kāi)發(fā)超薄固態(tài)電解質(zhì) 提高電池容量和穩(wěn)定性
 
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