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提升鋰離子電池固態電解質光滑度成關鍵

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年02月23日  

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(solidelectrolyte),可戒備有害的鋰滲透(Liinfiltration)現象出現,進而提升固態鋰離子電池的性能。


研究人員試圖處理這類問題,向固態電解質內添加了陶瓷等其他材料。盡管固態電解質能處理電解液的易燃性問題,但經探測聲明,這類材料的性能不太穩定,短路的頻率比預期高。


據新研究聲明,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(shearmodulus)將決定樹突(dendrites)是不是會滲入電解質。但據新分解聲明,表面的光滑度才是該問題的關鍵所在,電解質表面的纖細裂紋及劃痕將導致金屬物的積聚。


在發生電化學反應(electrochemicalreaction)后,來自電解質的鋰(離子)將開始積聚到其表面纖細瑕疵(包括:纖細的凹點、裂痕、劃痕)處。一旦鋰離子開始在瑕疵處形成積聚,這一情況將會繼續下去。令人感到驚奇的是,積聚物是從樹突的頂端開始,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。


這聲明研究人員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。為戒備出現易燃問題,或許將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,該問題一度成為鋰離子電池的技術難題。


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