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日本用鎂鹽抑制鋰晶枝 欲用電鍍技術(shù)攻克難題

時(shí)間:2018-02-27 11:49來(lái)源:蓋世汽車 作者:綜合報(bào)道
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　　據(jù)外媒報(bào)道，日本信州大學(xué)（Shinshu University）研發(fā)了抑制鋰硫電池及鋰空氣電池內(nèi)鋰枝晶增生的新方法。研究團(tuán)隊(duì)將重質(zhì)碳酸鎂（magnesium bis）（三氟甲磺酰基，trifluoromethanesulfonyl）用作電解液添加劑（electrolyte additive），使沉積的鎂與隨后積聚的鋰發(fā)生合金化反應(yīng)（alloying reaction）。
 
　　相較于傳統(tǒng)的石墨材料（LiC6: 372 mAh/g）而言，鋰金屬是一款極具前景的高能量密度電池負(fù)極材料，因?yàn)槠淅碚撊萘浚╰heoretical capacity）高達(dá)3860 mAh/g。然而，鋰金屬的應(yīng)用也存在諸多安全風(fēng)險(xiǎn)，容易生成鋰晶枝，滲入蓄電池隔板（separator），引起電池內(nèi)部短路。為此，研發(fā)人員采用了諸多方法，用于預(yù)防鋰晶枝的出現(xiàn)，包括：采用t3D matric基材、電解液添加劑及利用固態(tài)電極。
 
　　添加鎂鹽抑制鋰晶枝生成的示意圖：
 
 
　　（a）研究人員采用了一款市面上可購(gòu)得的電解液，鋰晶枝呈非均勻分布。通過(guò)反復(fù)的沉積-溶解循環(huán)，淤積形態(tài)（deposition morphology）導(dǎo)致了鋰晶枝的生成，該物質(zhì)將引起電量的急速衰減和熱逃逸（thermal runway）。
 
　　（b）在含有鎂鹽的電解液中，鎂離子出現(xiàn)衰減，并在基材上生成金屬鎂，這主要得益于其標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)電勢(shì)（standard electrode potential）較高。隨后，鋰積聚物將與鎂金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成鋰鎂二元合金（binary Li–Mg alloy）。
 
　　盡管該方法能抑制鋰晶枝的形成，但研究人員卻發(fā)現(xiàn)，難以發(fā)生可逆反應(yīng)，而這對(duì)于可充電電池而言，無(wú)疑是非常重要的前提條件之一。研究人員正在研究其他鎂鹽，并致力于提升鎂鹽與鋰金屬的電化學(xué)穩(wěn)定性，從而使可逆反應(yīng)的發(fā)生更容易些。
 
　　研究人員希望利用電鍍技術(shù)（plating technology）來(lái)解決上述難題，并最終研發(fā)一款緊湊型大容量鋰電池。
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文章標(biāo)簽： 鋰電池 電解液 鋰晶枝
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