莱斯大学化学家发现在电极上刷薄膜可以保护电池

编辑:叶子琪 来源:网络 2022-08-23 18:05    阅读量:12903   

  

据国外媒体报道,莱斯大学的化学家詹姆斯·图尔实验室(James Tour Laboratory)推出了一项技术,只需将粉末刷入电池的阳极表面,即可调整电池的阳极表面。这些粉末附着在阳极上,形成一层薄的锂涂层,可以有效防止有害枝晶的形成。

并且磷和硫的粉末可以研磨到锂金属箔的表面,这表明表面可以在没有有毒溶剂的情况下进行调节。阳极被修改并与测试电池中的磷酸亚铁锂氧化物阴极配对。结果表明,经过340次充放电循环后,电池的剩余容量比现有电池高70%。

“这将简化大容量电池的制造,同时极大地改善它们,”图尔说。将这些粉末状固体砂研磨成锂金属阳极可以显著减少可能导致电池短路和材料加速消耗的枝晶形成。"

主要作者、莱斯大学研究生陈伟银(Weiyin Chen)和他的实验室同事们用必要的肘脂来测试电极上的各种粉末候选物。首先,研究人员在表面涂上颜色以赋予其纹理,然后刷上粉末以形成与锂金属反应的精细薄膜,并形成固体钝化层。

Rodrigo Salvatierra,前博士后研究员,现任Tour Laboratory的学术访问学者,本研究相关论文的共同作者,与陈一起构建了一个测试电池,并确定处理过的阳极保持超低极化超过4000小时,比裸锂阳极长约8倍,其中超低等级是锂离子电池的另一个破坏性特征。

图尔说,“这些粉末可以有效地调节电极的表面能,使整个材料的行为更加均匀。因此,提供了金属复合表面,其可以防止锂金属从阳极损失,这是锂金属电池中的常见问题。锂电池容量远超传统锂离子电池,但锂金属往往难以反复充电。”

陈说:“锂金属表面的粉末会产生一层人工钝化层,提高整个充放电循环的稳定性。用这种刷洗方式,金属表面可以更稳固,所以可以安全充电。”

为了证明这项技术可能被广泛应用,实验室还将粉末研磨成钠电极,发现这一过程极大地稳定了其电压过电位。

  

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