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想讓鋰電池更安全?怎么辦

鉅大LARGE  |  點擊量:221次  |  2019年04月24日  

摘要
鋰電池廣泛運用在手機、筆記本電腦等移動設備之中,由于電池短路造成移動設備引燃等危險事件也在不斷增多。中美兩國科學家共同合作完成了一項新研究,他們在鋰電池的電解質內添加了納米級的鉆石微粒,以防止電池內部生成導致短路的沉積物,避免因電池短路引起的火災事故。

鋰電池廣泛運用在手機、筆記本電腦等移動設備之中,由于電池短路造成移動設備引燃等危險事件也在不斷增多。中美兩國科學家共同合作完成了一項新研究,他們在鋰電池的電解質內添加了納米級的鉆石微粒,以防止電池內部生成導致短路的沉積物,避免因電池短路引起的火災事故。


鋰電池能量密度高、放電性能好,在工業和消費電子領域用途廣泛。但如果以純金屬鋰作電極,電池內部容易生成被稱為“樹突”的樹枝狀沉積物,其尺寸大到一定程度后會造成短路。而大多數鋰電池采用嵌鋰的石墨材料作為電極,雖然在一定程度上減少了“樹突”的發生,但也大大降低了鋰電池的儲能效果(僅為金屬鋰作為電極的鋰電池的十分之一)。


研究人員這次在鋰電池電解質中加入了納米級的鉆石,他們發現電池內部生成的沉積物是平滑的層狀而并非“樹突”,這個新發現有望在使用純鋰金屬作為電極時抑制“樹突”的發生,從而讓鋰電池都能發揮更好的安全性和高效性。


據了解,納米級鉆石是極微小的鉆石顆粒,尺寸不及頭發絲直徑的萬分之一,而它們的制造成本也很低廉,并具有非常規則的結構,容易自然排列成為平滑的表面。研究人員在試驗中使用了添加納米級鉆石的鋰電池做了200小時的充放電循環試驗,試驗結果顯示該技術在一些工業應用應該是足夠的,遺憾的是要用在智能手機或者筆記本電腦中,還需要進一步驗證性能。


目前這項研究發表在新一期的《自然通訊》雜志中,該研究由中國清華大學和美國德雷克塞爾大學等機構共同完成。


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