容量型锂电池含纳米黄钨

为了延迟容量型锂电池枝晶的形成,其负极材料在制备过程时应加入适量的稀有金属纳米黄钨粉体,尽可能吸附从正极材料中挣脱出来的大量锂离子,减少在负极表面的游离离子数。该电池之所以能防止锂枝晶的形成,是因为钨氧化物材料具有显著的比表面效应和量子尺寸效应等特点。

黄色氧化钨图片

枝晶生长是影响锂离子电池安全性和循环稳定性的根本问题之一。其会导致电池在循环过程中电极和电解液接口的不稳定,破坏生成的固体电解质介面膜(SEI),并且在生长过程中会不断消耗电解液导致金属锂失活与沉积,形成死锂造成低库伦效率。除此之外,当枝晶长到一定程度时,其还会刺穿隔膜造成正负极材料直接接触,电池短路,引发燃烧爆炸。

锂电池图片

截至目前为止,关于锂枝晶的生长机理在学术界还存在一定争论。由于锂离子电池怕水怕氧,常用的表征SEI技术手段非常有限。利用各种电镜技术在纳米尺度理解锂枝晶生长的演化过程对解决该问题十分关键。常规的透射电镜由于高能粒子的照射,容易引起SEI及电极结构的破坏;虽然低温冷冻电镜可以缓解此问题,但由于温度过低,常温电解液的流动性变差,甚至凝固,致使无法实现原位观察。另外,其它设备因过于昂贵而制约了应用。

经过多年的努力,有国外科学家表示可以用纳米黄钨粉体作为电极材料的改性剂,从而在一定程度上缓解容量型锂电池枝晶的形成。

 

 

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