研究发现新型锂金属电池更稳定能量密度更高

2021-08-26 15:46

总的来说,这种电池不仅具有高能量密度、寿命长的优点,且安全性能良好,这一研究对于实现出行方式的碳中和具有重要意义。

随着新能源汽车的全面普及,对动力电池的要求也越来越高。

目前,最常见的动力电池为锂电池,比如宁德时代的三元锂电池,还有比亚迪的磷酸铁锂电池。相比于其他材料,锂金属电池能做到较高的能量密度,但是它的稳定性是一大难题。

为了解决这个问题,研究人员试验了一种新型锂金属电池,不仅能极大的提高电池的稳定性,还拥有极高的能量密度。

日前,卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和乌尔姆亥姆霍兹电化学储能研究所(HIU)的研究人员报告了一种新型锂金属电池,通过改良电池的阴极和电解液,可以极大的提高稳定性,并达到560Wh/kg的能量密度。

要知道,目前宁德时代的电池系统能量密度为215Wh/kg。

具体来说,这款电池的阴极采用富镍阴极,相比通用的石墨负极,其能够在单位质量中存储更高能量。

不过,富镍阴极在目前常用的有机电解质(LP30)中,稳定性有待提高。

于是研究人员使用了一种不易挥发、难燃的双阴离子离子液体电解质——ILE来代替LP30。

研究人员介绍称:“在ILE的帮助下,富镍阴极上的结构修饰可以显著减少。”

这是什么意思呢?

众所周知,锂离子电池的存储容量随着使用次数的增加而减少。

在电解液LP30中,离子在阴极上破裂,在这些裂缝中,电解液发生反应,从而产生结构破坏。不仅如此,阳极上还会形成一层厚厚的苔藓状锂层。而ILE电解质可以显著减少这类反应,从而可以维持电池的存储容量。

实验表明,这种新型锂电池的容量在使用1000次后仍能达到原先的88%。

总的来说,这种电池不仅具有高能量密度、寿命长的优点,且安全性能良好,这一研究对于实现出行方式的碳中和具有重要意义。

作者:韩小平

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