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斯坦福大学研发出新型锂基电解质,锂金属电池性能大幅提高

日前,斯坦福大学的科学家开发出一种新型锂基电解质,或为未来电池驱动的电动汽车铺平道路。在论文中,研究人员展示了他们的新型电解质设计是如何提高锂金属电池性能的,该论文发表在《自然能源》上。

美国国家加速器实验室的材料科学与工程和光子科学教授崔毅(音译)说:“大多数电动汽车都在使用锂离子电池,其能量密度正迅速接近理论极限,为此我们把研究的目光放到了锂金属电池上,它比锂离子电池更轻,并且在单位重量和体积上可以提供更多的能量。”

锂金属比石墨阳极能存储更多的能量,因此通过用锂金属代替石墨阳极,锂金属电池每千克可容纳的电量是传统锂离子电池的两倍。但在工作过程中,锂金属阳极会与液体电解质发生反应,导致阳极表面的锂微结构树突的生长,最终引发电池起火和故障。

研究人员余志傲(音译)说:“电解液问题一直是锂金属电池的致命弱点,在我们的研究中,我们使用有机化学来合理设计和创造新的、稳定的电池电解质。”在这项研究中,余志傲和他的团队探讨了他们是否可以用一种普通的、商业上可获得的液体电解质来解决稳定性问题。

“我们假设在电解质分子中加入氟原子会使液体更稳定。氟是锂电池的电解质中广泛使用的元素。我们利用它吸引电子的能力创造了一种新分子,使锂金属阳极在电解质中发挥良好的功能,”余志傲继续说道。

实验结果生成了一种新的合成化合物,简称FDMB,这种化合物易于批量生产。

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