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搭有锂阳极的固态锂离子电池有望被研发

来源:【拓尔德网站】 发布日期:2020-05-09 分享 加入收藏 关注:369

纵使锂离子电池应用广泛,是横跨3C、电动车与储能各大市场的龙头电池,但它仍具有易起火燃烧、穿刺爆炸等风险,近年的手机、笔电爆炸案更加深人们对锂电池安全性质疑,同时也有不少人忧心电动车电池安全性,对此最近澳洲科学家找到另一个替代方案,用普遍的工业用聚合物,研发出不会燃烧、不会爆炸,能量密度还翻倍的固态锂电池。


目前常见的锂离子电池都是采用液态电解质,在电池充放电过程中,携带电荷的锂离子会穿过电解质在电极间往返,但液态电解质具有安全隐患,稳定性差、也会有外漏跟易燃等问题,或许会在某一天会变成突如其来的噩梦。


对此,澳洲迪肯大学(DeakinUniversity)已带来全新的电解质方案,他们透过常见的固态聚合物材料来弱键结(weaklybonded)锂离子,透过固态电解质,盼手机、笔电与电动车中的电池不再是危险因子。


迪肯大学团队表示,研究人员是用现有的商用聚合物材料PDADMAFSI以及锂盐LiFSI,将液态电解质取而代之,较容易达成大规模生产化,现阶段团队也正在进行钮扣电池测试,未来也会着手测试用于手机的软包装袋型电池(pouchcell)。


而值得注意的是,团队还发现这种技术也可以跟锂阳极电池。目前锂电池多是石墨阳极,这是因为金属化合物都有不稳定等缺点,象是锂金属活性比钠还要强,容易跟空气、水起反应,在充放电过程中会容易沉积锂离子,最终电极表面会因为沉积不均匀形成树枝状锂晶枝,进而产生危险,虽然科学家们知道锂阳极可以大幅提高能量密度跟比能量,并不断研究,但至今结果仍无法跨越实验室大门。


因此若迪肯大学实验成功,研发出搭有锂阳极的固态锂电池,或许能大幅提高未来锂电池的性能,也可以逐渐消弥人们对锂电池的安全质疑,迪肯大学尖端材料研究所博士XiaoenWang表示,目前锂电池的重量能量密度约为250Wh/kg,未来则有机会提高到500Wh/kg,性能更高,电池也更加轻便与便宜。


目前研究已发表在《Joulejournal》。



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