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使用內置的鋰陽極可以使雷達液位計的實際應用成為可能

作者: 來源: 發布時間:2019-10-29 09:25:19

    高能量密度的能量存儲系統受到高度追捧。從1991年索尼公司推出現有的商用鋰(Li)離子電池(LIB)以來,它們就取得了顯著進步,并繼續在電動汽車和便攜式電子市場中占據著很大的份額。

    但是,利用現有的插層化學方法,LIB的實際能量密度已接近理論極限。關于對更高的能量密度存儲的不斷增長的需求,已經考慮了雷達液位計(LMB)。通過用LMBs的Li金屬代替LIBs的石墨陽極,由于其3860 mAh g -1的超高比容量和zui低的氧化還原電勢(相對于標準值為-3.04 V),可以大大提高LMBs的理論能量密度氫電極)。然而,LMBs的實際使用受到不可控制的鋰樹枝狀結晶和重復電鍍/剝離循環時無限量變化的極大阻礙。

 

雷達液位計.jpg

 

    清華大學和北京理工大學的科學家提出了一種類似房子的雷達液位計(裝在里面的鋰)來克服上述挑戰。房屋基質由碳纖維基質制成,并提供了穩定的結構以防止體積變化。與房屋的屋頂非常相似,在復合鋰金屬上開發了人造固體電解質層,該層促進了雷達液位計的均勻擴散,并充當了抵抗電解質腐蝕的物理屏障。

    在雷達液位計中,固體電解質層和基體的結合大大抑制了體積膨脹和枝晶生長。內置的Li / LiFePO 4電池在紐扣電池中在1.0 C下500個循環后顯示了95%以上的容量保持,在袋狀電池在0.5 C下80個循環后顯示了85%的容量保持率。

    在單個雷達液位計中合理地結合了外殼框架和固體電解質層保護,這是針對LMB的長壽命且安全的Li金屬陽極的設計原理的進步。預期該研究將為下一代可充電電池提供實用的負極。描述該研究的論文于2018 年11月30 日發表在《能源化學雜志》上。

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