自组装单层膜可提高锂电池的存储容量

一个研究小组宾夕法尼亚州立大学报告说,自组装,薄层的电化学活性分子可以是寻线的溶液,用于汽车的快速充电,可靠,冷气体电池。

低温电池用金属锂阳极层的图像。图片来源:王东海,宾夕法尼亚州立大学。

锂电池电池是锂离子电池后的下一代电池。它使用锂阳极并具有更高的能量密度,但具有树枝状生长,低效率和低循环寿命存在问题

王东海,宾夕法尼亚州立大学电池与储能技术中心机械工程教授

王一位重点研究员在电池和储能技术中心。

据研究人员称,解决这些挑战的方法是一种具有电化学活性的自组装单分子层,它可以分解成适当的组件,并保护锂阳极的表面。

该电池由锂金属氧化物负极、锂阳极和电解质组成,电解质还包括锂离子导电材料和保护性薄膜层。欧洲杯足球竞彩

在没有保护层的情况下,锂晶尖在快速充电或低温条件下会生长。最终,这些锂峰值会导致电池短路,极大地影响电池的循环寿命和有用性。

关键是将分子化学调整到表面上的自组装。单层将在充电时提供良好的固体电解质界面,保护锂阳极

王东海,宾夕法尼亚州立大学电池与储能技术中心机械工程教授

通过研究人员将单层沉积在薄铜层上。在对电池充电时,锂撞击单层并崩解以开发稳定的界面层。锂的一些部分与剩余层一起沉积在铜上,并在锂上的原始层的解体部分改进,保护锂并抑制锂枝晶的形成。

研究人员指出,这项技术可以提高电池的存储容量,并可以增加电池可以充电的次数。但在这个阶段,电池只能充电几百次。这项研究最近发表在最新一期的《科学》杂志上自然能源

关键是,该技术显示在需要时间和分解和自发改革时形成层的能力,因此它将保持铜,并且还覆盖锂的表面。最终它可用于无人机,汽车或一些非常小的电池用于低温下的水下应用

王东海,宾夕法尼亚州立大学电池与储能技术中心机械工程教授

研究人员还包括来自宾州州立大学的博士后高悦、刘畅,以及研究生王岱伟、陈天航,均属于王东海实验室;材料研究所技术人员王珂、王海英。欧洲杯足球竞彩

Tomas Rojas,俄亥俄大学研究生;南·非政府组织,助理物理学家,伊利诺伊州伊利诺伊大学伊利诺伊州伊利诺伊州伊利诺伊大学也有助于该研究。

本研究得到了美国能源部的支持。

期刊引用:

高,y。,.(2020)通过电化学活性单层调节界面使能低温和高速充电锂金属电池。自然能源doi.org/10.1038/s41560 - 020 - 0640 - 7

来源:https://www.psu.edu/

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