2020年7月21日
追求的可充电电池电力数百英里的电动车(电动汽车)在一次充电后,科学家们努力取代目前使用的石墨阳极在电动汽车电池和锂金属阳极。
虽然金属锂电动车的练习场延伸30 - 50%,还缩短了电池的使用寿命由于锂树突,小状缺陷形成锂阳极的很多充电和放电周期。更糟的是,树突细胞短路电池如果他们接触阴极。
几十年来,研究人员认为,固体电解质,如由陶瓷、将工作最好的防止树突细胞。但这方法的问题,许多发现,是它没有阻止树突形成或“孕育”首先,就像在一辆汽车的挡风玻璃微小裂缝,最终蔓延。
现在,研究人员在美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室),与卡内基梅隆大学合作,在《华尔街日报》报道自然材料欧洲杯足球竞彩软的新类,固体电解质-由陶瓷和聚合物抑制树突在早期的成核阶段,之前他们可以传播,导致电池失败。
伯克利实验室的技术是一个多学科协作在其用户设施组装形成新观点,描述,制定固态电池的材料和设备。欧洲杯足球竞彩
固态能量储存技术,如固态锂金属电池,使用固体电极和固态电解质,可以提供高能量密度结合优秀的安全,但是必须克服不同的材料和加工的技术挑战。欧洲杯足球竞彩
“我们dendrite-suppressing技术对电池行业,有激动人心的影响”合著者布雷特·赫尔姆斯说:科学家在伯克利实验室的分子铸造。”,电池制造商可以生产更安全的锂金属电池的高能量密度和长循环寿命。”
赫尔姆斯说,锂金属电池制造与新电解液也可以用于电动飞机。
一个软树突抑制方法
关键的设计这些新的软,固态电解质是内在的使用软聚合物微孔性,或者,pim的毛孔充满了纳米陶瓷颗粒。欧洲杯猜球平台因为电解质仍然是一个灵活的、柔软的、固体材料,电池制造商将能够制造卷与电解质作为锂箔层压板阳极和电池之间的分隔符。
这些锂电极附属或LESAs,有吸引力的替代传统的石墨阳极,允许电池制造商使用他们现有的装配线,赫尔姆斯说。
展示新PIM的dendrite-suppressing特性复合电解质,头盔团队使用x射线在伯克利实验室的先进光源之间的接口创建3 d图像锂金属和电解质,并可视化锂电镀和剥离长达16个小时在高电流。
观察持续平稳增长的锂新PIM复合电解质在场时,在界面显示没有树突的早期阶段增长的迹象。
这些和其他数据证实了从新的物理模型预测锂金属的电沉积,既考虑固体电解质的化学和机械特性。
“在2017年,传统智慧时,你需要一个艰难的电解液,我们提出一个新的树突抑制机制与柔软的固态电解质是可能的,”Venkat Viswanathan合著者说,机械工程的副教授和教员能源创新研究所研究员斯科特·卡内基梅隆大学领导的理论研究工作。“这是神奇的找到与PIM复合材料实现这种方法。”
受奖者在高级研究项目署能源(arpa - e)离子项目24 m技术,集成这些材料到更大的格式为电动汽车和电池eVTOL(电动垂直起飞和着陆)飞机。欧洲杯足球竞彩
“虽然有独特的权力要求EVs和eVTOLs PIM复合固态电解质技术似乎是多才多艺,使高功率,”赫尔姆斯说。
研究小组还包括Chengyin傅和安德鲁·w·伯克利国家实验室的尺;前Jinsoo Kim伯克利实验室,目前在韩国能源研究所;和维克多文丘里和Zeeshan Ahmad卡内基梅隆大学。
分子的铸造和先进光源能源部科学办公室用户在伯克利实验室设施共存。欧洲杯线上买球
这项工作是支持的高级研究项目署能源(arpa - e)和美国能源部科学办公室。欧洲杯线上买球额外的资金是由美国能源部提供办公室员工发展为教师和科学家,使本科生参与研究通过科学本科实验室实习计划。欧洲杯线上买球
来源:https://www.lbl.gov/