新型固態(tài)電池充滿電僅需幾分鐘:充放電循環(huán)6000次仍保留80%電池容量
快科技1月11日消息,據(jù)國(guó)內(nèi)媒體報(bào)道,美國(guó)哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型鋰金屬電池,該電池可充放電至少6000次,比任何其他軟包電池都要多,且在10分鐘內(nèi)就可充滿電。
據(jù)悉,該項(xiàng)研究是一種用鋰金屬陽(yáng)極制造固態(tài)電池的新方法,鋰金屬陽(yáng)極電池容量是商用石墨陽(yáng)極電池的10倍,可支撐、增加電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離。
有媒體表示,電池設(shè)計(jì)的最大挑戰(zhàn)即電池陽(yáng)極表面枝晶的形成,枝晶結(jié)構(gòu)像樹(shù)根一般可伸展到電解質(zhì)中,刺穿分隔陽(yáng)極、陰極的屏障,導(dǎo)致電池短路甚至著火。
據(jù)了解,早在2021年該團(tuán)隊(duì)曾開(kāi)發(fā)了一種方法處理枝晶,他們?cè)O(shè)計(jì)一種多層電池,把穩(wěn)定性不同的材料夾在陽(yáng)極與陰極之間,結(jié)果卻不能完全阻止枝晶滲透。
而此次該團(tuán)隊(duì)通過(guò)在陽(yáng)極中使用微米級(jí)的硅顆粒來(lái)限制鋰化反應(yīng),同時(shí)加快鋰金屬層的均勻電鍍來(lái)阻止枝晶形成。當(dāng)鋰電子在充電時(shí)從陰極移動(dòng)至陽(yáng)極,鋰化反應(yīng)被限制于淺表面,就不會(huì)完全滲透。
總而言之,研究人員在新設(shè)計(jì)中限制鋰化反應(yīng),阻止枝晶生長(zhǎng),縮短了電池充電所需時(shí)間,故電池充滿電只需不到10分鐘時(shí)間。
該實(shí)驗(yàn)中,研究人員還制造出郵票大小軟包電池版本,該軟包電池要比大多數(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室制造的硬幣電池大10-20倍,但該電池通過(guò)了耐久性測(cè)試,在6000次充放電循環(huán)后仍可保留80%的電池容量,要優(yōu)于市面上其他袋式電池。
據(jù)悉,這項(xiàng)研究還支持研發(fā)更大容量、更快充電、更安全的電動(dòng)汽車(chē)。
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