新型鋰金屬電池問世 快速充電不再是夢

據(jù)外媒報道，韓國首爾漢陽大學(xué)（Hanyang University）的研究人員，研發(fā)一種鋰金屬電池（LMB），具體來說是Li／NCM電池。他們表示，這種電池在設(shè)計時考慮到電動汽車的運(yùn)行要求，性能優(yōu)于以往文獻(xiàn)中提到的鋰金屬電池。新的LMB支持快速充電，同時提供高能量密度。

鋰金屬具有3860mAh g?1的理論容量，是高能量密度儲能電池的理想負(fù)極材料。然而，應(yīng)用于電動汽車時，LMB需要適應(yīng)實際運(yùn)行條件。如果對電池進(jìn)行快速充電，通常會加速有害鋰枝晶的生長，加劇鋰金屬負(fù)極與電解質(zhì)之間的寄生反應(yīng)。在快速充電和高活性物質(zhì)負(fù)載狀態(tài)下，鋰枝晶的生長導(dǎo)致循環(huán)效率降低，從而阻礙LMB在電動汽車中的使用。

漢陽研究小組采用改性有機(jī)電解質(zhì)，并對鋰金屬進(jìn)行預(yù)處理，在鋰負(fù)極表面形成穩(wěn)固的固態(tài)電解質(zhì)界面層。對鋰金屬負(fù)極進(jìn)行LiNO 3預(yù)處理后，在負(fù)極表面會形成一層富含Li2O的SEI膜，從而提供必要的機(jī)械強(qiáng)度，防止SEI層過早被擊穿。

結(jié)合摻鋁全濃度梯度Li［Ni0．75Co0．10Mn0．15］O2正極，研究人員構(gòu)建了一種LMB，其面積容量為4．1 mAh cm －2，在3．6 mA cm?2的高電流密度下，可穩(wěn)定循環(huán)300次以上，這是前所未有的。在袋型電池中循環(huán)500次后，這種LMB能夠保持90％的初始容量。研究人員表示“我們認(rèn)為，這項研究是LMB設(shè)計里程上的重要一步，可以有效穩(wěn)定鋰金屬表面。此外，這項工作還重新提出，在LMB實際應(yīng)用中，選擇最佳正極材料的重要性。

作者Elisha