随着电动汽车需求的增加,高安全的必要性,长寿命电池。然而,高能量密度电池在电动汽车的要求超过了传统锂离子电池的性能。
界面高浓度电解质的离子分布的示意图(左上角)和放电/充电电压概要常规电解液浓度和界面的高浓度电解质(右上)。图像的底部的示意图说明界面高浓度电解质在锂的影响成核和电镀。图片来源:纳米研究,清华大学出版社。
锂金属电池提供充电容量更大。研究人员正在努力建立锂金属电池利用锂金属作为阳极。然而,锂金属电池由于存在安全隐患的形成树突(成尖锐的金属微观结构)在充电过程中。
一群中国研究人员着手克服问题的锂枝晶的形成和开发高安全,长寿命锂金属电池。团队有效地开发了一个电解液,防止树突的形成。该电解质在锂金属电池表现良好,提供解决方案开发高安全、长寿命锂金属电池。
10月3日理查德·道金斯,2022年,这项研究发表在《华尔街日报》纳米研究。
高能蓄电池可以大大受益于锂金属阳极;然而,锂树突的不受监管的增长造成严重的问题。树突的形成发生在锂离子移动和改变金属锂表面在一个特定的地点。树突严重妥协的电池安全,减少循环效率。
该集团解决了树突的问题通过整合传统电解质和高浓度电解质的好处。高浓度电解质显示了使用的巨大希望在下一代电池改进当前电解质的一些缺点。团队的新电解液抑制枝晶的形成,同时提供良好的锂金属电池电化学性能。
其独特的结构不仅促进离子在电极表面的统一的转换,但也确保电解液离子的快速运动。
Chunpeng杨教授,天津大学
科学家们开始通过运行数值模拟研究带负电荷的影响覆盖的感应界面高浓度电解质。然后团队创建了电极与镍涂层氮-和oxygen-doped碳nanosheets泡沫作为一个概念证明材料。
是带正电的锂离子聚集在镀镍氮和oxygen-doped碳电极。这种锂离子浓度增加电极上的电荷转移反应,造成特殊的电化学循环性能。电极上的半电池和全吸收防腐测试产生了杰出的结果。他们基于纯镍泡沫电极优于以前的电极。
这提供了一个简单的原则抑制锂树突的同时考虑到传统电解质的优点和高浓度电解质稳定金属阳极,这可能适用于其他基质为实际金属电池。
Chunpeng杨教授,天津大学
该集团打算探索更多的策略来创建这个特殊的电解液结构生产高性能电池除了涂层负面surface-charged材料在电极界面的直接生产高浓度电解质。欧洲杯足球竞彩
通过提高电池组件,李的调查人员试图实现商业应用金属电池能量密度高,安全性高,寿命长。
我们的研究结果可以扩展到更多的金属电池系统,如钠、锌和镁金属电池,这将有助于实现大规模储能的可持续能源供应。
Chunpeng杨教授,天津大学
研究小组包括浩田,飞飞,从天津大学和Lu Wang,海河实验室可持续化学转换,和新加坡国立大学。
Chunpeng杨,来自天津大学和海河实验室可持续化学转换;龚京红周,来自华东科技大学;欧洲杯线上买球陈魏,从新加坡国立大学;和杨Quan-Hong从天津大学和可持续化学转换的海河实验室也参与了这项研究。
中国的国家重点研究和发展项目,海河实验室可持续化学转换,中央大学的基础研究基金资助了这项研究。
期刊引用
陆,H。等。(2022)为稳定的金属锂阳极界面高浓度电解质:理论,设计和演示。纳米研究。doi.org/10.1007/s12274 - 022 - 5018 - 7。
来源:http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html