PNNL开发长寿命锂金属电池 可持续循环600次

锂金属电池的能量容量几乎是锂离子电池的两倍，而且重量更轻。在电动汽车的应用中，有望使其更轻、续航里程更长。然而，锂金属电池一直存在使用寿命短的问题。据外媒报道，由美国能源部西北太平洋（601099，Guba）国家实验室领导的一个研究小组开发了一种可以可持续回收600次的锂金属电池，远远超过了此前报道的结果。

为了延长电池寿命，该团队没有使用含有更多锂的负极，而是使用了极薄的锂条，这种锂条只有20微米宽，比人的头发薄得多。刘军研究员说：“很多人认为锂越厚，电池的循环时间就越长。事实上，情况并非总是如此。每个锂金属电池都有一个优化的厚度，这取决于其电池能量和设计。”该团队开发的锂金属电池的能量密度为350Wh/kg。在600次循环之后，初始容量仍然可以保持在76%。研究人员希望将这一最新进展集成到高能软包装电池设备中，并在现实世界条件下展示改进的性能。该团队决定尝试更薄的锂条是基于对负极分子动力学的详细了解。研究人员发现，较厚的锂会导致电池故障。这是因为在负极上的固体电解质膜周围发生复杂的反应。研究小组发现，更薄的锂条可以产生良好的SEI。研究人员使用了术语“湿SEI”和“干SEI”。湿版可以保持液体电解质和负极之间的接触，促进重要的电化学反应。在干燥版本中，液体电解质不能与所有的锂接触。简而言之，由于锂带很厚，电解液需要流入更深的锂袋中，这会使剩余的锂变干，严重阻碍必要的电化学反应，直接导致电池过早失效。随着时间的推移，该层逐渐积累并形成屏障，从而减少能量流动并降低表面效率。类似地，干燥的SEI层将阻碍所需能量在电池内部的有效传输。研究人员表示，他们的目标是制造耐用、安全、经济高效的电池，并将能量密度提高到500Wh/kg。

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