锂电池纳米新材料,临界纳米碳孔膜的作用:可有效避免锂电池枝晶生成

发布时间:2022年06月30日

       为提高电池寿命, 锂电池技术的革新与革新, 已在各电子行业, 尤其​​是消费电子行业得到普及,

备受业界关注。锂电池上的新型纳米材料:关键的纳米多孔碳膜, 可有效避免锂电池中枝晶的形成, 减少电池的短路和故障。请查看详细信息。
       通过用石墨代替高密度纯金属锂, 科学家们有望显着提高电池技术的性能, 但仍有一些障碍需要克服。但德国耶拿弗里德里希席勒大学的科学家们已经展示了一种经过微调的碳膜技术。即使经过数百次充电循环, 它也可以防止锂电池因枝晶而失效。熟悉锂电池技术发展的朋友对枝晶的针状结构一定不会陌生。虽然锂金属电池的储能潜力是目前锂离子电池的 10 倍, 但在充电和放电过程中, 锂离子在电池的两极之间来回移动, 让锂原子在电极上积累。随着时间的推移, 称为树突的尖刺会刺穿电池隔板, 导致电池短路并失效。研究图1:隔膜上碳纳米薄膜涂层的合成与转移 迄今为止, 世界上已有相当多的研究团队为防止枝晶的形成付出了很多努力。为了使锂金属电池成为现实, 我们已经看到了各种创造性的潜在解决方案, 例如使用超薄锂、纳米管薄膜和自组装保护层。研究匹配图 2:电池恒流不同时间间隔的比例电压曲线 这项新研究的作者试图通过使用一种新型碳膜来对抗枝晶的形成, 这种碳膜具有可影响离子传输的微调孔。耶拿大学教授解释说:“这就是为什么我们在隔膜上应用了一种由碳制成的极薄二维膜。研究图 3:在铜箔上电沉积锂的过程示意图教授说, 孔这种碳膜的尺寸小于1纳米。由于开口小于临界核尺寸, 可以防止枝晶的形成。此时锂不能形成枝晶结构, 而是以光滑的薄膜形式沉积在阳极上。对这种电池设计进行对比测试, 研究团队发现,

在没有保护膜的情况下, 它的寿命是电池的两倍, 并且在数百次充电循环中没有出现枝晶生长的迹象。 图 4:离子传输和枝晶的通道尺寸模拟生长电池制造工艺。
       据参与研究的华盛顿州立大学的一名研究生介绍, 隔膜材料一直在接受研究。 ss 注意比电池的其他组件。这项新研究表明, 纳米级二维膜已经对电池寿命产生了令人着迷的影响。
       研究图5:锂电池循环性能分析本研究的详细内容已发表在近期出版的《先进能源材料》(期刊)上。原标题:《》。主编:

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