斯坦福大學(Stanford University)和SLAC國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory)的研究者開發一種新塗層,可以使輕質金屬鋰電池160次迴圈後保持85%的容量,更加安全耐用,有利於推動新能源汽車產業、電子產業等發展。
研究者表示,經過測試發現,這種塗層可大幅延長電池壽命,並且抑制鋰枝晶的產生,避免長大後刺穿隔膜,降低起火爆炸等風險。鋰枝晶不僅會嚴重降低電池容量,還會使正負極材料直接接觸,造成鋰電池短路。
相比鋰離子電池,鋰電池有更高的能量密度與更小的體積重量,每磅至少可以多提供三分之一的電量,這是因為鋰金屬電池採用輕質鋰作為負極,而不是石墨。研究人員Cui表示:“如果鋰金屬電池的性能得到提升,除了筆記型電腦和手機這些可擕式電子產品,汽車產業將是最大的受益者。因為在電動汽車運行的過程中,電池大約消耗了自身能量的四分之一,影響電動汽車的里程和生產成本。”
然而,目前傳統鋰離子電池的容量幾乎已經開發到了極限。因此,新型電池的開發極為重要。
斯坦福大學和SLAC研究團隊,在標準鋰金屬電池的負極,測試他們的塗層,發現鋰電池經過160次迴圈之後,容量依然能保持85%。如果換成普通鋰電池在經過這麼多次迴圈後沒有爆炸的話,也幾乎沒有任何用處了。
新塗層通過創建分子網路,將帶電鋰離子均勻地輸送到電極上,防止形成鋰枝晶。它能防止電池發生不必要的化學反應,還可以減少負極上的化學物質堆積,以免這些物質在短時間內迅速破壞電池的供電能力。