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研究团队采用空腔二氧化硅微球结构 抑制锂枝晶生长

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-01-03  来源: 盖世汽车
    据外媒报道,美国化学学会期刊(ACS journal)《纳米快报》发表了一篇论文,研究人员采用空腔二氧化硅微球(hollow silica microspheres)结构,用于容纳锂离子,其碳纳米管内心可抑制枝晶生长(dendrite growth)。由于枝晶生长被抑制,在进行200多次充放电后,其电极仍能保持高速镀/汽提效率高达99%。
    锂金属电池(lithium metal batteries,LMBs)获得业内的极大关注,因为其能量密度较高。在锂金属电池中,锂金属的比容量高(3860 mA h g?1),相较于标准款氢电极(hydrogen electrode),而电化电势低(?3.04 V)。因此,锂是一款理想的阳极材料。
 
    然而,锂沉降不均匀会导致枝晶生长,使电池的充放电效率(循环效率,cycling efficiency)减弱,乃至电池内部出现短路,从而引发电池故障及安全风险。
 
    最近,业内提议采用电解液添加剂(electrolyte additives)、稳定的界面层(stable interfacial layers)及修饰电极(modified electrodes)等多种方式,旨在解决锂金属阳极的关键性问题。现已证实,利用架构调整锂枝晶积聚是最高效的方式。
 
    尽管非均质结构(heterogeneous structure)在调节沉积行为(deposition behavior)中发挥着重要作用,但锂金属的精细管控机制受限于电泳条件(deposition conditions),如:沉积性能(deposition capacity)及电流密度(current density)。因此,若沉积性能过高,需要改进该款非均质结构,需要引导,使其均匀沉淀法。
 
    该团队设计了复合微型笼式结构(composite microcage),搭配碳纳米管内心(carbon nanotube core)及多孔硅护层(porous silica sheath)。复合微型笼式结构可容纳锂金属,其非均质结构可被用作锂离子捕获器(trapper)。
 
    在实验过程中,研究团队发现能高效地截留锂金属,其电化学性能(electrochemical performance)极佳。
 
关于我们: 中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有上千家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会、电池隔膜分会和电池回收再利用分会等十一个分支机构。
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