您当前的位置:北极星储能网  >  储能材料  >  电解液 > 正文

美研发锂电池新型电解液 可在硅阳极形成稳定陶瓷保护层

北极星储能网  来源:汽车材料网    2020/5/11 18:22:54  我要投稿  

北极星储能网讯:锂电池已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。然而,我们这个能源紧缺的社会需要更长的寿命、更快的充电速度和更轻的电池,用于从电动汽车到便携式电子产品的各种应用。

目前这一代锂电池采用石墨作为阳极,其容量相对较低,有可能被容量较高、环境影响较小的硅阳极替代。这是一个非常有前途的研究方向——但难以捉摸,因为带有大颗粒硅阳极的电池往往寿命较短,通常不到50次循环。

但当研究人员尝试使用硅、铝和铋的纳米颗粒时,他们发现这些纳米合金阳极仍然存在周期短、成本高的问题。然而,现在,来自马里兰大学和美国陆军研究实验室的一组研究人员可能已经找到了解决这一降解问题的新方法:电解液

这些研究人员已经制造出一种电解质,在硅上形成一个保护层;这一层是稳定的,能够抵抗通常在硅阳极颗粒中出现的膨胀。新的电解液——合理地设计了基本原理——为硅在保护层内膨胀提供了阳极颗粒空间。研究人员在《自然能源》的一篇论文中报告了他们的工作。

"我们的研究证明,只要合理设计电解液,就可以稳定地循环硅、铝和铋颗粒作为锂电池阳极,这在以前是不可能实现的,马里兰大学化学与生物分子工程系的 Ji Chen说,他是这篇论文的主要作者。

"电池的能量密度由电极决定,而电池的性能则由电解质严格控制。设计的电解液能够使用微型合金阳极,这将显著提高电池的能量密度,"来自马里兰大学、现任中国浙江大学教授的Xiulin Fan说。

美国陆军研究实验室的合作者Oleg Borodin说:"目前通过分子模拟和实验相结合的努力,为合理设计能够延长大容量硅阳极循环寿命的电解质开辟了一条新的方向"。

目前的硅阳极电解液设计的目的是在阳极上形成一个称为固体电解质界面(SEI)的均匀聚合物层,该层具有柔性,与硅结合牢固。糟糕的是,聚合物SEI和硅阳极之间的强结合迫使SEI在膨胀时经历与阳极粒子相同的体积变化,从而导致电池运行过程中粒子和SEI同时开裂。

马里兰大学化学与生物分子工程教授Chunsheng Wang说:"经过对硅电极的广泛研究,电池界已经达成共识,微型硅阳极不能用于商用锂电池。"我们成功地避免了SEI的损伤,形成了一种与锂化硅颗粒亲和力较低的陶瓷SEI,使锂化硅在体积变化时能够在界面上重新定位而不损伤SEI。电解液设计原理对所有合金阳极都具有普遍性,为开发高能电池开辟了新的机遇。"

Wang说,电解液的商业化仍面临挑战;例如,4.2V的电压窗口仍需扩大。

原标题:美研发锂电池新型电解液 可在硅阳极形成稳定陶瓷保护层

北极星储能网官方微信

分享到:
投稿联系:陈女士  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星储能网声明:此资讯系转载自合作媒体或互联网其它网站,北极星储能网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热点关注
【收藏】全国最新最全峰谷电价:14个地区价差超0.7元/kwh

【收藏】全国最新最全峰谷电价:14个地区价差超0.7元/kwh

7月2日,国家发改委印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》,明确指出加大峰谷电价实施力度,运用价格信号引导电力削峰填谷,利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机制,促进储能发展。该政策的出台,意味着储能峰谷价差套利模式获得官方认可。紧随其后,江苏、陕西也相继出台配套政策,

>>更多

新闻排行榜

今日

本周

本月

关闭

重播

关闭

重播

关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 在线帮助 | 联系我们 |

版权所有 © 1999- 北极星电力网(Bjx.Com.Cn) 运营:北京火山动力网络技术有限公司

京ICP证080169号京ICP备09003304号-2 京公网安备 11010502034458号电子公告服务专项备案

关闭

关闭