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研究人员研发半液态金属阳极 将锂电池容量提升10倍

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时间:1900/1/1 0:00:00

Discovery, Modern

(来源:卡内基梅隆大学官网)据国外媒体报道,来自卡内基梅隆大学梅隆理工学院的研究人员开发出了一种半液态锂金属阳极,可以为电池设计提供新的范式。由这种新电极制成的锂电池将比传统的以铝箔为阳极的锂金属电池具有更高的容量和更高的安全性。锂电池具有储存大量能量的能力,因此是现代电子产品中最常见的可充电电池类型之一。一般来说,这种电池由易燃液体电解质和两个电极(阳极和阴极)组成,其中阳极和阴极由一层薄膜隔开。电池反复充放电后,电极表面会生长出锂枝晶,锂枝晶会刺破分隔两个电极的薄膜,从而使阴极与阳极接触,这可能导致电池短路,最糟糕的是引起火灾。卡耐基梅隆大学化学系自然科学教授克日什托夫·马蒂亚谢夫斯基说:“理论上,在锂电池中使用锂金属阳极比使用石墨阳极要大得多,但最重要的是确保电池是安全的。”目前电池使用挥发性液体电解质,解决方案之一是用固体陶瓷电解质代替,固体陶瓷电解质具有高导电性、不燃性和足够强的抗枝晶能力。然而,研究人员发现,陶瓷电解质和固体锂阳极之间的接触不足以储存和供应大多数电子产品所需的电力。美国卡内基梅隆大学化学系博士生李思培和美国卡内基梅隆大学材料科学与工程系博士生制作了一种新型材料——半流体金属阳极,克服了这一缺点。李和王与Matyjaszewski和Jay Whitacre合作,创造了一种双导电聚合物/碳基复合材料,锂颗粒可以均匀地分布在其上。碳基复合材料在室温下能保持流动,使其与固体电解质充分接触。与固体电解质和传统锂箔阳极制成的电池相比,通过将半液态金属阳极与石榴石固体陶瓷电解质结合,这种电池的能量密度可以提高10倍,从而使这种电池的寿命周期比传统电池更长。研究人员认为,他们的方法可以带来深远的影响,例如,它可以用于生产电动汽车的高容量电池和需要柔性电池的可穿戴设备的特殊电池。此外,研究人员还认为,他们的方法可以用于其他可充电电池系统,如纳米金属电池和钾金属电池,以及电网储能系统。Discovery, Modern

(来源:卡内基梅隆大学官网)据国外媒体报道,来自卡内基梅隆大学梅隆理工学院的研究人员开发出了一种半液态锂金属阳极,可以为电池设计提供新的范式。由这种新电极制成的锂电池将比传统的以铝箔为阳极的锂金属电池具有更高的容量和更高的安全性。锂电池具有储存大量能量的能力,因此是现代电子产品中最常见的可充电电池类型之一。一般来说,这种电池由易燃液体电解质和两个电极(阳极和阴极)组成,其中阳极和阴极由一层薄膜隔开。电池反复充放电后,电极表面会生长出锂枝晶,锂枝晶会刺破分隔两个电极的薄膜,从而使阴极与阳极接触,这可能导致电池短路,最糟糕的是引起火灾。卡耐基梅隆大学化学系自然科学教授克日什托夫·马蒂亚谢夫斯基说:“理论上,在锂电池中使用锂金属阳极比使用石墨阳极要大得多,但最重要的是确保电池是安全的。”目前电池使用挥发性液体电解质,解决方案之一是用固体陶瓷电解质代替,固体陶瓷电解质具有高导电性、不燃性和足够强的抗枝晶能力。何……ver,研究人员发现,陶瓷电解质和固体锂阳极之间的接触不足以储存和供应大多数电子产品所需的电力。美国卡内基梅隆大学化学系博士生李思培和美国卡内基梅隆大学材料科学与工程系博士生制作了一种新型材料——半流体金属阳极,克服了这一缺点。李和王与Matyjaszewski和Jay Whitacre合作,创造了一种双导电聚合物/碳基复合材料,锂颗粒可以均匀地分布在其上。碳基复合材料在室温下能保持流动,使其与固体电解质充分接触。与固体电解质和传统锂箔阳极制成的电池相比,通过将半液态金属阳极与石榴石固体陶瓷电解质结合,这种电池的能量密度可以提高10倍,从而使这种电池的寿命周期比传统电池更长。研究人员认为,他们的方法可以带来深远的影响,例如,它可以用于生产电动汽车的高容量电池和需要柔性电池的可穿戴设备的特殊电池。此外,研究人员还认为,他们的方法可以用于其他可充电电池系统,如纳米金属电池和钾金属电池,以及电网储能系统。

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