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查爾默斯理工大學(xué)制定鋰金屬電池充電和操作指南降低短路風(fēng)險(xiǎn)

時(shí)間:2021-01-26 09:01來源:蓋世汽車作者:劉麗婷

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（圖片來源：瑞典查爾默斯理工大學(xué)）

據(jù)外媒報(bào)道，由瑞典查爾默斯理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組近期制定出鋰金屬電池充電和操作指南，可大幅提高效率及降低短路風(fēng)險(xiǎn)。作為新一代高能量密度電池，業(yè)界對(duì)于鋰金屬電池未來在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用寄予厚望。

鋰金屬電池以鋰金屬薄箔作為負(fù)極材料，而非石墨，因此具有較大能量密度，這一點(diǎn)與鋰離子電池的原理相同。電池電極中沒有石墨，不僅可以大大提高其活性物質(zhì)比例、增加能量密度并減輕重量，同時(shí)，也使在正極上使用高容量材料成為可能，從而將電池能量密度提高三到五倍。

充電和放電過程中，安全性至關(guān)重要。近日，查爾默斯理工的研究人員與俄羅斯、中國和韓國的同事提出了可安全使用鋰金屬電池的方法，使電池在充電過程中，其中的鋰金屬不會(huì)形成被稱為“枝晶”的針狀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致短路，甚至起火。

查爾默斯大學(xué)物理系研究員Shizhao Xiong 表示：“充電過程，金屬沉積通常很不均勻，負(fù)極就會(huì)出現(xiàn)枝晶，隨著時(shí)間推移，枝晶使正極和負(fù)極直接接觸，從而導(dǎo)致鋰金屬電池會(huì)發(fā)生短路。因此，防止枝晶形成是解決短路問題的關(guān)鍵。而我們的指南可以很好地解決這一問題。”

控制鋰在負(fù)極上的分布方式有很多種。充電過程中，鋰金屬結(jié)構(gòu)主要受電流密度、溫度和電解質(zhì)中離子濃度影響。基于以上參數(shù)，研究人員可通過模擬和實(shí)驗(yàn)確定優(yōu)化電荷方式，從而在鋰金屬陽極上形成高密度理想結(jié)構(gòu)。

查爾默斯大學(xué)物理系A(chǔ)leksandar Matic 表示：“充電時(shí)，電解液中的鋰離子會(huì)變成鋰原子，此時(shí)將其整齊排列非常困難。而指南對(duì)于在不同條件下控制該過程均十分有效，這將有助于制造出更加安全高效的鋰金屬電池。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電極充電鋰金屬電池

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