二十八日，从湖南大学获悉，美国亚利桑那州立大学姜汉卿团队、莱斯大学唐铭团队，和该校段辉高团队一项有关"锂枝晶"问题的研究成果，有望助力解决这类"高能"锂离子电池的安全"烦恼"。这一成果，于近日发表于国际优秀能源期刊《自然·能源》上。
石墨作为传统锂离子电池的负极材料，存储容量为380mAh/g。但，这远低于锂金属的理论比容量3860mAh/g。因此，锂金属是高容量电池更为理想的负极材料。不过，早期以锂金属为负极的电池，会在充放电过程中出现树枝状金属锂，即"锂枝晶"问题。这或可导致电池内部短路甚至爆炸，是潜在安全隐患。
为解决锂枝晶生长问题，学界提出了各种解决方法。包括，在电解液中添加有机添加剂，或使用固态电解质等，抑制枝晶出现。近日，该论文研究团队有关锂枝晶问题的发现，有望助力从全新角度来"瓦解"锂枝晶生成。
姜汉卿介绍，他们发现，在金属沉积过程中，压应力普遍存在。团队在制备出的软基衬底上，沉积铜膜作为集流体，将电极组装成电池在显微镜下进行充电。观察发现，充电一段时间后，铜膜上会骤然出现一维褶皱结构，通过铜膜失稳皱褶，软性衬底上的应力被大大释放。从而证实了电极表面的压应力，确能驱动锂枝晶生长。同时，他们通过对在铜箔上和软基集流体沉积锂金属，研究沉积锂形貌，证明了应力释放能有效防止枝晶生成。
据悉，团队还研究了更加有效利用软基底能释放应力的方式。他们以方糖为模板，获得了三维多孔软基衬底。经测试发现，相对商业化铜箔及三维泡沫铜，其具更佳电化学性能。
发布时间: 2022-01-10 17:05:54 >>资讯列表
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