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新型鋰金屬電池問世 快速充電不再是夢

據外媒報道研究人員,研發一種鋰金屬電池(LMB),具體來說是Li/NCM電池。他們表示,這種電池在設計時考慮到電動汽車的運行要求,性能優于以往文獻中提到的鋰金屬電池。新的LMB支持快速充電,同時提供高能量密度。


鋰金屬具有3860mAh g?1的理論容量,是高能量密度儲能電池的理想負極材料。然而,應用于電動汽車時,LMB需要適應實際運行條件。如果對電池進行快速充電,通常會加速有害鋰枝晶的生長,加劇鋰金屬負極與電解質之間的寄生反應。在快速充電和高活性物質負載狀態下,鋰枝晶的生長導致循環效率降低,從而阻礙LMB在電動汽車中的使用。


漢陽研究小組采用改性有機電解質,并對鋰金屬進行預處理,在鋰負極表面形成穩固的固態電解質界面層。對鋰金屬負極進行LiNO 3預處理后,在負極表面會形成一層富含Li2O的SEI膜,從而提供必要的機械強度,防止SEI層過早被擊穿。


結合摻鋁全濃度梯度Li[Ni0.75Co0.10Mn0.15]O2正極,研究人員構建了一種LMB,其面積容量為4.1 mAh cm -2,在3.6 mA cm?2的高電流密度下,可穩定循環300次以上,這是前所未有的。在袋型電池中循環500次后,這種LMB能夠保持90%的初始容量。研究人員表示:“我們認為,這項研究是LMB設計里程上的重要一步,可以有效穩定鋰金屬表面。此外,這項工作還重新提出,在LMB實際應用中,選擇最佳正極材料的重要性。

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