哈佛大學團隊打造新型固態鋰金屬電池：10-20分鐘為電動汽車充滿電
時間:2021-05-14 10:53來源:前瞻網 作者:綜合報道
點擊:
次
幾十年來，研究人員一直試圖利用固態鋰金屬電池的潛力。與傳統的鋰離子電池相比，固態鋰金屬電池在相同體積下，能儲存更多的能量，充電時間更短。
近日，哈佛大學SEAS學院材料科學副教授李鑫(Xin Li)和他的團隊設計了一種穩定的鋰金屬固態電池，可以在高電流密度下進行至少10000次充放電，遠超之前演示的循環次數。研究人員將這種新設計與一種商用的高能量密度陰極材料配對。
這種電池技術可以將電動汽車的壽命延長至汽油汽車的壽命——10至15年，而無需更換電池。由于其高電流密度，該電池可以在10-20分鐘內為電動汽車充滿電。
鋰金屬電池的最大挑戰一直是化學。鋰電池在充電過程中將鋰離子從陰極轉移到陽極。當陽極由金屬鋰制成時，表面形成針狀結構，稱為枝晶（dendrites）。這些結構像根一樣生長在電解液中，刺穿分隔陽極和陰極的屏障，導致電池短路甚至起火。
為了克服這一挑戰，Li和他的團隊設計了一種多層電池，在正極和負極之間夾有不同的穩定性不同的材料。這種多層、多材料的電池可以阻止鋰枝晶的穿透——不是通過完全阻止它們，而是通過控制和包含它們。
你可以把電池想象成一個三明治：首先是“面包”（鋰金屬陽極），然后是“生菜”（一層石墨）。接下來，夾一層“西紅柿”（第一種電解質）、一層“培根”（第二種電解質）。最后再來一層“西紅柿”和最后一塊面包——陰極。
第一種電解質(化學名稱Li5.5PS4.5Cl1.5或LPSCI)與鋰一起時更穩定，但容易枝晶滲透。第二種電解質(Li10Ge1P2S12或LGPS)與鋰的關系不太穩定，但似乎對枝晶“免疫”。在這種設計中，枝晶被允許通過石墨和第一種電解液生長，但當它們到達第二種電解液時就停止生長。換句話說，枝晶在石墨層和第一種電解質中生長，但在第二種電解質中停止生長。
第二種電解質形成的屏障，阻止了樹突通過并使電池短路。這一設計中，鋰金屬陽極與陰極的循環性能非常穩定，在高電流密度下的壽命超過1萬次循環。
他們打造的鋰金屬固態電池，將有望與商用鋰離子電池相媲美。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
-
密歇根大學列出鋰金屬固態電池的主要問題 以推動其商業化發展
2021-06-07 08:38 -
南京大學金鐘課題組設計介觀結構鋰負極材料用于高比能鋰金屬電池
2021-06-04 08:53 -
哈佛科學家研發“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
阿爾托大學開發電池回收新方法 不需要破碎或溶解電池
2021-05-11 21:28 -
花王與大學合作研發用汗水發電的生物電池
2021-05-07 09:15 -
昆士蘭大學開發新型石墨烯-鋁電池 比當前鋰離子電池的壽命長3倍
2021-04-29 08:47 -
吉林大學于吉紅院士科研團隊在固態鋰空電池研發方面取得重要進展
2021-04-23 09:57 -
四川大學在下一代高性能鋰離子電池研究方面取得新進展
2021-04-14 09:13 -
牛津大學、牛津儀器和亨利·羅伊斯研究所達成合作 加速開發下一代電池
2021-03-17 08:31
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
密歇根大學列出鋰金屬固態電池的主要問題 以推動其商業化發展
2021-06-07 08:38 -
南京大學金鐘課題組設計介觀結構鋰負極材料用于高比能鋰金屬電池
2021-06-04 08:53 -
哈佛科學家研發“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
阿爾托大學開發電池回收新方法 不需要破碎或溶解電池
2021-05-11 21:28 -
花王與大學合作研發用汗水發電的生物電池
2021-05-07 09:15 -
昆士蘭大學開發新型石墨烯-鋁電池 比當前鋰離子電池的壽命長3倍
2021-04-29 08:47 -
吉林大學于吉紅院士科研團隊在固態鋰空電池研發方面取得重要進展
2021-04-23 09:57
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號