美国斯坦福大学研发新型电解液大幅提升锂金属电池性能

6月22日,美国斯坦福大学的研究人员发表在《自然-能源》(Nature Energy)上的一项新研究,展示了一种新型电解液技术如何提高锂金属电池性能。

锂离子电池图片

锂金属电池相比锂离子电池更轻,并且相同的重量下能够带来两倍于锂离子的能量。因此,锂金属电池是一项对电动汽车及其他设备更有前途的电池技术。

但锂枝晶生长是影响锂金属电池安全性和稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定会,不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积,形成死锂造成低库伦效率。此外,锂枝晶的形成甚至还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接,造成电池的热失控引发燃烧爆炸。

新能源汽车起火图片

美国斯坦福大学研究者表示,电解液是阻止锂枝晶生长的关键问题,因此他们利用有机化学为这些电池合理设计和制造出新型电解质。

据相关研究者表示,他们利将商用的电解液加入了氟原子,并利用其吸引电子的能力来创建一个新分子,以使锂金属阳极在电解液中发挥良好的作用。在此过程中,会产生了一种新的合成化合物,简称FDMB。氟是锂电池电解质中广泛使用的元素,因此FDMB可大量制作并且十分便宜。

研究表明,含有这种新型电解液的锂金属电池经过420次充放电循环后,其仍可以保持了90%的初始电量,而库仑效率(放电效率),在半电池的情况下仍可为99.52%,在全电池的情况下,库仑效率为99.98%。

研究人员表示,该研究为锂金属电池的应用带来了希望,也为下一代电动汽车的发展带来了新的希望。

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