哈佛科學家研發“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
時間:2021-05-17 12:21來源:財聯社 作者:綜合報道
點擊:
次
據了解，這種替代結構還能提供比同類電池更長的壽命，因為它使用了高性能的鋰金屬和固體電解質，使其能在數千次循環中保持穩定。這項研究成果已于本月12日被刊登在了知名科學期刊《自然》（Nature）上。
一直以來，科學家們都希望通過將用于陽極的石墨和銅換成鋰金屬來提高現在鋰離子電池的性能。陽極、液體電解質和電池的另一個電極（陰極）一起工作，在設備充電和放電時來回傳遞離子，而鋰金屬的出色容量和密度使其成為一種有吸引力的材料。
哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院材料科學副教授Xin Li表示，“鋰金屬電池被認為是電池化學的圣杯，因為它的高容量和能量密度。但這類電池的穩定性一直很差。”
而穩定性差的原因，他進一步解釋稱，就是被稱為枝晶的微小針狀突起，它們在鋰金屬陽極的表面形成，會進入液體電解質并侵蝕電池的性能，常常導致電池短路或起火。
因此，科學家們希望用固體電解質代替含有揮發性溶劑的液體電解質，從而避免這一問題。最近，麻省理工學院（MIT）和澳大利亞迪肯大學（Deakin University）的研究小組已經提出了一些有前景的潛在解決方案。而現在，MIT科學家們正在將一種類似于BLT三明治的組合投入到設計中。
為了保護固態鋰金屬電池不受枝晶驅動的破壞，該團隊將電池分成不同的層，每層都有不同的穩定性。它們位于作為“面包”的兩個電極之間，包括石墨涂層（生菜）、第一電解質層（番茄）、第二電解質層（培根），最后是又一層第一電解質（又是番茄）。
據悉，第一和第二這兩種電解質的化學成分會略有不同，這使得第一種電解質易于被枝晶穿透，但在鋰的作用下會更穩定，第二種電解質在鋰作用下不太穩定，但對枝晶“免疫”。通過這種方式，電池不會阻止樹枝狀晶的形成，但能夠安全地控制和遏制它，并被三明治的“培根”層擋住。
該研究報告的共同作者Luhan Ye表示，“我們為了穩定電池而納入不穩定性的策略看上去是反直覺的，但就像一個錨栓可以引導和控制進入墻壁的螺栓一樣，我們的多層設計也可以引導和控制樹突的生長。”
此外，電池還可以通過回填枝晶產生的間隙來自我修復。在測試中，該團隊發現，該電池在1萬次循環后仍能保持82%的容量，并展示了有朝一日可以讓電動汽車在10至20分鐘內充電的電流密度。
研究人員表示，“這一概念驗證設計表明，鋰金屬固態電池可以與商用鋰離子電池競爭。我們多層設計的靈活性和多功能性使其有可能與電池行業的大規模生產程序兼容。將其推廣到商業電池并不容易，仍存在一些實際挑戰，但我們相信它們將被克服。”
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：[email protected]
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：[email protected]
猜你喜歡
-
韓國研發新型汽車電池回收技術 回收率達95%
2021-05-21 10:48 -
加州創企研發無鈷電池 容量更高、充電時間更短、成本更低
2021-05-18 09:07 -
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
2021-05-14 10:53 -
科學家開發有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
花王與大學合作研發用汗水發電的生物電池
2021-05-07 09:15 -
美國固態電池研發技術進展—納米纖維網絡聚合物復合電解質
2021-05-06 08:45 -
研究人員研發出無金屬的水基電池 可有效降低電池易燃性
2021-04-26 09:05 -
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 -
重大突破！美國科學家研發3D鋁電極 為低成本環保電池鋪平道路
2021-04-08 09:40 -
日本科學家開發新技術解決鋰電池最大問題
2021-03-11 10:44
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
韓國研發新型汽車電池回收技術 回收率達95%
2021-05-21 10:48 -
加州創企研發無鈷電池 容量更高、充電時間更短、成本更低
2021-05-18 09:07 -
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
2021-05-14 10:53 -
科學家開發有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
花王與大學合作研發用汗水發電的生物電池
2021-05-07 09:15 -
美國固態電池研發技術進展—納米纖維網絡聚合物復合電解質
2021-05-06 08:45 -
研究人員研發出無金屬的水基電池 可有效降低電池易燃性
2021-04-26 09:05 -
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