容量型鋰電池含納米黃鎢

為了延遲容量型鋰電池枝晶的形成,其負極材料在製備過程時應加入適量的稀有金屬納米黃鎢粉體,盡可能吸附從正極材料中掙脫出來的大量鋰離子,減少在負極表面的游離離子數。該電池之所以能防止鋰枝晶的形成,是因為鎢氧化物材料具有顯著的比表面效應和量子尺寸效應等特點。

黃色氧化鎢圖片

枝晶生長是影響鋰離子電池安全性和迴圈穩定性的根本問題之一。其會導致電池在迴圈過程中電極和電解液介面的不穩定,破壞生成的固體電解質介面膜(SEI),並且在生長過程中會不斷消耗電解液導致金屬鋰失活與沉積,形成死鋰造成低庫倫效率。除此之外,當枝晶長到一定程度時,其還會刺穿隔膜造成正負極材料直接接觸,電池短路,引發燃燒爆炸。

鋰電池圖片

截至目前為止,關於鋰枝晶的生長機理在學術界還存在一定爭論。由於鋰離子電池怕水怕氧,常用的表徵SEI技術手段非常有限。利用各種電鏡技術在納米尺度理解鋰枝晶生長的演化過程對解決該問題十分關鍵。常規的透射電鏡由於高能粒子的照射,容易引起SEI及電極結構的破壞;雖然低溫冷凍電鏡可以緩解此問題,但由於溫度過低,常溫電解液的流動性變差,甚至凝固,致使無法實現原位觀察。另外,其它設備因過於昂貴而制約了應用。

經過多年的努力,有國外科學家表示可以用納米黃鎢粉體作為電極材料的改性劑,從而在一定程度上緩解容量型鋰電池枝晶的形成。

 

 

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