低温锂电池负极用高纯WS2纳米片

高纯WS2纳米片,除了是一种良好的光热诊疗药物外,还是一种非常优异的半导体材料。其除了能很好地作为正极材料的改性剂之外,还是新一代负极的优选功能性原料。就低温锂电池来说,其若能选用含有二硫化钨纳米片的负极作为其中的一员的话,那将可以显著延长机械设备的循环使用寿命。这是为什么呢?

低温锂电池负极用高纯WS2纳米片图片

负极析锂不仅仅会导致锂离子电池可以利用的锂资源减少,容量下降,还会在负极表面形成锂枝晶,而锂枝晶会随着电池的不断循环而生长,当它生长到一定长度的时候会穿透隔膜,引起正负极直接接触,最后造成电池短路。

导致锂离子电池负极析锂的因素很多,例如正负极冗余度设计不足,低温充电,充电电流过大等。下面,主要介绍的是低温下负极的析锂机理。

低温锂电池负极用高纯WS2纳米片图片

低温是诱发锂离子电池析锂的重要因素,低温条件下负极的嵌锂动力学条件会变差,负极的比容量会降低,在较大的充电电流下很容易在负极表面形成锂镀层,甚至是锂枝晶。来自德国慕尼黑工业大学的Christian von Luders等人通过静置电压和中子衍射等手段对18650锂离子电池在-2℃下析锂的特点和机理进行了研究,研究显示在充电倍率超过0.5C的情况下会明显的增加析锂的数量,例如在0.5C情况下,负极表面镀锂约占整个充电总容量的5.5%左右,在1C倍率下,则达到了9%。

经过上面内容的介绍可知,要想延长低温锂电池的寿命,可以减小负极的析锂概率。而降低析锂概率,则可以通过扩大负极的储锂空间和锂离子运动能力来实现,现今主要向负极中添加一定量的修饰剂来优化负极性能,如高纯WS2纳米片。

 

 

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