哥伦比亚大学研发氮化硼纳米涂层稳定固体电解质 确保电池安全/延长电池寿命

(来源:哥伦比亚大学工程系钱程)据国外媒体报道，提高电池能量的存储能力，增加电池寿命，确保电池的安全运行变得越来越重要，因为每个人都越来越依赖于移动设备和电动汽车以及其他需要这种能量的设备。然而，当地时间4月22日，由材料科学与工程系助理教授袁洋领导的哥伦比亚大学工程团队宣布，他们开发出了一种新方法，通过植入氮化硼(BN)纳米涂层来稳定锂金属电池中的固体电解质，从而安全地延长电池寿命。目前日常生活中广泛使用的是传统的锂离子电池，能量密度较低，导致寿命较短。而且由于电池中含有高度易燃的液体电解质，可能会短路甚至起火。在锂离子电池中使用金属锂代替石墨负极，可以提高电池的能量密度；理论上，金属锂的充电容量比石墨高近10倍。但是在镀锂的过程中，容易形成枝晶。如果枝晶穿透电池的中间隔板，会造成短路，从而引起电池安全问题。杨说:“我们决定专注于固体和陶瓷电解质。与传统锂离子电池中的易燃电解质相比，固体陶瓷电解质在提高安全性和能量密度方面显示出巨大的潜力。”大多数固体电解质是陶瓷，因此不易燃，从而消除了安全隐患。此外，固体陶瓷电解质具有较高的机械强度，实际上可以抑制锂枝晶的生长，使金属锂成为电池的阳极涂层。但大多数固体电解质对锂离子不稳定，容易被锂金属腐蚀，因此不能用于电池。为了应对上述挑战，研究团队与布鲁克海文国家实验室和纽约城市大学合作。研究人员沉积了5-10纳米氮化硼(BN)纳米薄膜作为保护层，隔离锂金属和离子导体(固体电解质)之间的电接触，并加入少量聚合物或液体电解质渗透到电极/EEI mg/{ HostI }/img/20230304004700654095/1 . jpg "/>

(来源:哥伦比亚大学工程系钱程)据国外媒体报道，提高电池能量的存储能力，增加电池寿命，确保电池的安全运行变得越来越重要，因为每个人都越来越依赖于移动设备和电动汽车以及其他需要这种能量的设备。然而，当地时间4月22日，由材料科学与工程系助理教授袁洋领导的哥伦比亚大学工程团队宣布，他们开发出了一种新方法，通过植入氮化硼(BN)纳米涂层来稳定锂金属电池中的固体电解质，从而安全地延长电池寿命。目前日常生活中广泛使用的是传统的锂离子电池，能量密度较低，导致寿命较短。而且由于电池中含有高度易燃的液体电解质，可能会短路甚至起火。在锂离子电池中使用金属锂代替石墨负极，可以提高电池的能量密度；理论上，金属锂的充电容量比石墨高近10倍。但是在镀锂的过程中，容易形成枝晶。如果枝晶穿透电池的中间隔板，会造成短路，从而引起电池安全问题。杨说:“我们决定专注于固体和陶瓷电解质。与传统锂离子电池中的易燃电解质相比，固体陶瓷电解质在提高安全性和能量密度方面显示出巨大的潜力。”大多数固体电解质是陶瓷，因此不易燃，从而消除了安全隐患。此外，固体陶瓷电解质具有较高的机械强度，实际上可以抑制锂枝晶的生长，使金属锂成为电池的阳极涂层。但大多数固体电解质对锂离子不稳定，容易被锂金属腐蚀，因此不能用于电池。为了应对上述挑战，研究团队与布鲁克海文国家实验室和纽约城市大学合作。研究人员沉积了5-10纳米氮化硼(BN)纳米薄膜作为保护层，隔离锂金属和离子导体(固体电解质)之间的电接触，并加入少量聚合物或液体电解质，渗透到电极/电解质界面。研究人员选择氮化硼作为保护层，因为它对锂具有化学和机械稳定性，并且具有高水平的电子绝缘。研究人员设计的氮化硼内部有孔，锂离子可以通过，从而成为一种优秀的隔膜。另外，化学气相沉积法制备氮化硼容易产生类似原子的大尺度(分米级)和薄尺度(纳米级)连续薄膜。目前，研究人员正在将他们的方法扩展到各种不稳定的固体电解质，并进一步优化界面，希望制造出高性能、长循环寿命的固态电池。

标签：

汽车资讯热门资讯