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释放应力防止枝晶生成 或可解决锂电池潜在安全隐患

2018/4/10 15:13:33 来源:好车网 编辑:何祖兵

【好车网 车界动态】在新能源汽车高速发展时期,汽车动力电池得到了空前的增长,作为重头戏的锂电池也受到了许多汽车制造商的青睐。但是充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,造成锂电池内部短路甚至爆炸。近日有高校团队的研究论文称释放应力防止枝晶生成,或可解决锂电池潜在安全隐患。

释放应力防止枝晶生成 或可解决锂电池潜在安全隐患

美国亚利桑那州立大学姜汉卿团队、莱斯大学唐铭团队,与湖南大学段辉高团队一项关于“锂枝晶”问题的研究成果,有望助力解决这类“高能”锂电池的安全“烦恼”。这一成果,于近日发表于国际顶级能源期刊《自然·能源》上。早期以锂金属为负极的电池,会在充放电过程中产生树枝状金属锂,即“锂枝晶”问题。这或可导致电池内部短路甚至爆炸,是潜在安全隐患。

姜汉卿介绍,他们发现在金属沉积过程中,压应力普遍存在。团队在制备出的软基衬底上,沉积铜膜作为集流体,将电极组装成电池在显微镜下进行充电。观察发现,充电一段时间后,铜膜上会骤然出现一维褶皱结构,通过铜膜失稳皱褶,软性衬底上的应力被大大释放。从而证实了电极表面的压应力,确能驱动锂枝晶生长。同时他们通过对在铜箔上和软基集流体沉积锂金属,研究沉积锂形貌,证明了应力释放能有效防止枝晶生成。

据悉,团队还研究了更有效利用软基底能释放应力的方式。他们以方糖为模板,获得了三维多孔软基衬底。经测试发现,相对商业化铜箔及三维泡沫铜,其具更佳电化学性能。为解决锂枝晶生长问题,学界提出了各种解决方案。包括在电解液中添加有机添加剂,或使用固态电解质等。该研究团队关于锂枝晶问题的发现,有望助力从全新角度来“瓦解”锂枝晶生成。

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