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萊斯大學化學家發現 在電極上刷薄膜可以保護電池

時間:2022-08-24 08:29來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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       據外媒報道，萊斯大學（Rice University）化學家James Tour實驗室推出一種技術，通過簡單地將粉末刷入電池陽極表面以調整電池陽極表面。這些粉末粘附在陽極上，會形成一層薄薄的鋰化涂層，可有效防止有害枝晶的形成。
圖片來源：萊斯大學
 
       磷和硫的粉末可被研磨至鋰金屬箔表面，表明該表面可以在不需要有毒溶劑的情況下進行調節。陽極經過修改，并與測試電芯中的磷酸鐵鋰氧化物陰極配對，結果顯示在經過340次充放電循環后，電池的剩余容量比現有電池高70%。
 
       Tour表示：“這將簡化大容量電池的制造，同時大大改進大容量電池。將這些粉末狀固體砂磨成鋰金屬陽極可顯著減少可能導致電池短路的枝晶形成，以及材料的加速消耗。”
 
       主要作者、萊斯大學研究生Weiyin Chen及其實驗室同事使用必要的肘部潤滑脂（elbow grease）來測試電極上的各種粉末候選物。首先，研究人員涂刷表面以賦予其紋理，然后刷上粉末以形成與鋰金屬反應的精細薄膜，并形成固體鈍化層。
圖片來源：萊斯大學
 
       前博士后研究員、現任Tour實驗室學術訪問員，也是該研究相關論文的合著者Rodrigo Salvatierra與Chen共同打造測試電池，并確定經過處理的陽極保持超低極化（ultralow polarization）可達4000多個小時，大約比裸鋰陽極長八倍，其中超低級化是鋰離子電池的另一個破壞性特性。
 
       Tour說“這些粉末有效地調整了電極的表面能，使整個材料的行為更加均勻。因此提供了一個金屬復合表面，可以防止鋰金屬從陽極流失，而這也是鋰金屬電池中的一個常見問題。鋰金屬電池的容量遠超傳統鋰離子電池，但鋰金屬往往難以反復充電。”
 
       Chen表示：“鋰金屬表面的粉末會產生人工鈍化層，提高整個充放電循環的穩定性。使用這種刷涂方法，金屬表面可以更穩定，因此可以安全地充電。”
 
       為了證明該技術可能有更廣泛的應用，實驗室還將粉末研磨成鈉電極，并發現該過程極大地穩定了其電壓過電位（overpotential）。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 電極，電池
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