珠海欧美克仪器有限公司

北理工在金属锂电池研究领域获得新进展


来源: 北京理工大学

[导读]  在国家自然科学基金面上项目、中国科协青年人才托举工程和北京理工大学科技创新计划的资助下,北京理工大学前沿交叉科学研究院黄佳琦特别研究员课题组在下一代高能量密度金属锂电池中高安全性金属锂负极研究方面取得新进展。

中国粉体网讯  在国家自然科学基金面上项目、中国科协青年人才托举工程和北京理工大学科技创新计划的资助下,北京理工大学前沿交叉科学研究院黄佳琦特别研究员课题组在下一代高能量密度金属锂电池中高安全性金属锂负极研究方面取得新进展。


近期,相关研究成果以题为“Artificial soft–rigid protective layer for dendrite-free lithium metal anode”于2018年1月8日在线发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 影响因子12.124)。


金属锂凭借其极高的理论比容量(3860 mA h g?1)和最负的电极电位(?3.045 V vs. 标准氢电极)而被认为是最具有开发前景的高比能负极材料之一。但金属锂电极的实用化受到锂枝晶生长和较低循环效率的限制。金属锂是一种高活泼性金属,与电解液接触时形成结构和组分复杂的固态电解质界面,在电化学反应过程中难以维持界面的稳定。因此,界面处锂离子的不均匀沉积易引发针状、树枝状、苔藓状的锂沉积。锂枝晶的生长一方面会刺破隔膜,与正极接触引发电池短路,造成安全隐患;另一方面也增大了金属锂与电解液的接触面积,使得副反应增多,电池的循环效率进一步下降。




“刚柔相济”的复合膜对界面进行修饰后,可有效依附于金属锂表面,并抑制枝晶生长的示意图

为了构建稳定的金属锂/电解液界面,调控锂的均匀沉积,该课题组提出以无机LiF为刚性组分,以PVDF-HFP聚合物为柔性组分来构建“刚柔相济”的复合膜,以在电化学循环过程中稳定金属锂与电解液的界面。其中,柔性聚合物提供的柔性和可伸缩性可承受金属锂电极沉积/溶解过程中的界面波动,而刚性组分的引入可进一步提升修饰层的机械模量,从而抑制锂枝晶生长,实现锂的均匀沉积。将这种同时具有好的形变性能、高的机械模量和离子导率的界面修饰层引入到纽扣电池中后,Li-Cu半电池、Li-Li对称电池的循环寿命以及循环稳定性都显着提升;与磷酸铁锂正极匹配的全电池测试中,复合层修饰后的电池循环寿命提升了2.5倍。

推荐2
相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻