蓋世汽車(chē)訊 鋰金屬電池的能量密度可能遠(yuǎn)高于鋰離子電池，而鋰離子電池是目前市場(chǎng)上的主要電池技術(shù)。然而，鋰金屬電池通常也存在明顯的局限性，其中最明顯的就是使用壽命短。

據(jù)外媒報(bào)道，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和其他機(jī)構(gòu)的研究人員最近推出一種新的電解質(zhì)設(shè)計(jì)，可用于開(kāi)發(fā)高性能、使用壽命更長(zhǎng)的鋰金屬袋式電池。相關(guān)論文已發(fā)表于期刊《Nature Energy》。該電解質(zhì)具有獨(dú)特的納米級(jí)溶劑化結(jié)構(gòu)，離子對(duì)緊密堆積在一起形成緊湊的離子對(duì)聚集體（CIPA）。

圖片來(lái)源：期刊《Nature Energy》

“我們近期研究的主要目標(biāo)是顯著加速鋰金屬電池的實(shí)際應(yīng)用，并對(duì)這一復(fù)雜系統(tǒng)提供深入的機(jī)械理解，”論文合著焦淑紅表示?！颁嚱饘匐姵厥请姵仡I(lǐng)域的圣杯，被視為一種有前途的下一代電池技術(shù)，因?yàn)樗鼈兙哂谐叩哪芰棵芏龋碚撋峡沙^(guò)500 Wh/kg。與當(dāng)今主導(dǎo)電池市場(chǎng)的鋰離子電池相比，這一能量密度提升了兩倍多，這意味著如果我們能用鋰金屬電池取代鋰離子電池，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程就可以增加一倍?！?/p>

目前推出的鋰金屬電池循環(huán)壽命非常有限，約為50次循環(huán)，明顯低于商用鋰離子電池，后者通?？稍诩s1,000次循環(huán)中保持良好性能。壽命較短的原因是鋰枝晶的生長(zhǎng)、鋰金屬的高反應(yīng)性和高壓過(guò)渡金屬陰極，這些因素共同促使電解質(zhì)不斷降解。

焦教授說(shuō)：“盡管世界各地的研究人員付出了巨大的努力，但鋰金屬電池的性能仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意（>500 Wh/kg，1,000次循環(huán)）。主要原因是電解質(zhì)和電極之間的界面（即陽(yáng)極-電解質(zhì)界面和陰極-電解質(zhì)界面）不能像鋰離子電池那樣完全穩(wěn)定。在電池運(yùn)行過(guò)程中，電解質(zhì)仍然會(huì)持續(xù)嚴(yán)重降解?！?/p>

大約五年前，焦教授和她的同事設(shè)計(jì)了一種電解質(zhì)，可以同時(shí)穩(wěn)定鋰金屬電池中的陽(yáng)極電解質(zhì)和陰極電解質(zhì)界面，從而抑制電解質(zhì)的降解。該電解質(zhì)設(shè)計(jì)建立在對(duì)鋰金屬電池內(nèi)部微觀物理化學(xué)過(guò)程的早期研究的基礎(chǔ)上。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >