您当前的位置:北极星储能网  >  储能材料 > 正文

“石墨炔”电池隔膜 让锂金属电池更安全

北极星储能网  来源:材料科技在线    2018/10/23 8:34:43  我要投稿  

北极星储能网讯:锂离子电池给移动电子设备带来了革命性的变革,并正在交通运输方面取得进展,但是要想进一步改善电池的使用寿命和功率,就需要新技术。其中一种选择是:锂金属电池,它的使用寿命更长,充电速度更快,但这项技术存在问题。锂沉积物(通常被称为锂枝晶)倾向于在阳极上生长,这可能会产生短路,从而导致电池失效、着火或爆炸。

石墨炔结构(左图)及其在抑制锂金属电池中锂枝晶生长的应用(右图)

本文来源:材料科技在线 微信号

现在,来自中国科学院化学研究所,中国科学院大学,南开大学,汕头大学和中国高压科学技术高级研究中心的研究人员设计了一种基于碳同素异形体(名为石墨炔)的隔膜,用作锂离子的过滤器,并防止枝晶生长。科研人员将这一科研成果发表在了“Materials Today Energy”杂志上。

锂金属电池在概念上类似于锂离子电池,但依赖于锂金属阳极。在放电过程中,锂金属阳极通过外部电路向阴极提供电子。然而,在充电时,锂金属会沉积在阳极上。正是在这个过程中,不受欢迎的树突才能形成。

这就是隔膜发挥作用的地方。薄的隔膜由超薄(10nm)的石墨制炔成,(石墨炔是由丁二烯键连接的二维单层碳原子六角形),具有一些显著的特性。石墨炔不仅同时具有柔韧性和坚固性,其化学结构形成了一个均匀的多孔网格,只允许一个锂离子通过每个孔。这调节了离子通过薄膜的运动,使得离子的扩散高度均匀。对于电池而言重要的是,该膜的这种特征有效地抑制了锂枝晶的生长。

“抑制锂枝晶可以稳定固体电解质中间相,从而提高装置的寿命和库仑效率,”中国科学院化学研究所的李玉良解释说。“它可以避免树枝状的锂枝晶引发短路,从而提高电池的安全性。”

研究人员认为,石墨炔薄膜可以克服锂和其他碱金属电池长期以来所面临的例如锂枝晶等棘手的问题。

“石墨炔是一种完美的材料,具有超级共轭结构,固有带隙,天然大孔结构和半导体特性,这为解决该领域的重大科学问题提出了巨大的希望。”Li说。

这种二维材料也很简单,并且在正常的实验室条件下易于生产。

“尽管需要更多努力来提高大规模石墨炔膜的质量,但我们认为石墨炔可能会在锂电池的安全性方面带来一些重大突破。”Li说。

原文来自:materialstoday,原文题目:Carbon layer makes lithium-metal batteries safer,由材料科技在线团队编译

原标题:“石墨炔”隔膜,让锂金属电池更安全

北极星储能网官方微信

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