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哈佛科学家提出“三明治式”电池新设计 有望在10分钟内为电动汽车充电

文章来源:admin 更新时间:2021-05-14

 【轿车资料网】科学家们期望经过将用于阳极的石墨和铜换成锂金属来进步今日的锂离子电池的功能。阳极与液体电解质和电池的另一个电极--阴极一同作业,在设备充电和放电时来回传递离子,而锂金属的超卓容量和密度使其成为这些用处的有吸引力的资料。 seline;">

电子游戏产品break-word; word-break: break-all;">哈佛大学约翰·保尔森工程与运用科学学院资料科学副教授李昕说:“锂金属电池被认为是电池化学的‘圣杯’,由于它具有高容量和能量密度。可是这些电池的安稳性一直都很差。”安稳性差的原因是被称为树枝状的细小针状突起,它们在锂金属阳极的外表构成,进入液体电解质并腐蚀电池的功能,常常导致电池短路或起火。

电池资料

<strong class=电池资料" data-original="/uploads/allimg/210514/20210514064010dfzntsrldbz33476.jpg" style="box-sizing: border-box; transition: all 0.2s ease 0s; margin: 0px auto; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; display: block; max-width: 100%;" />

运用固体电解质而不是具有挥发性溶剂的液体电解质,是科学家期望防止这一问题的办法之一。咱们现已看到麻省理工学院和澳大利亚迪肯大学的研讨小组提出了有期望的潜在解决计划,而现在哈佛大学的科学家们正在将一种类似于BLT三明治的组合投入到规划中。

该团队企图经过构建不同的层来维护其固态锂金属电池不受树枝状物的损坏,每个层都有不同程度的安稳性。这些层坐落作为“面包”的两个电极之间,包含石墨涂层(生菜)、榜首电解质层(西红柿)、第二电解质层(培根),最终是另一层榜首电解质(又是西红柿)。

两种电解质的化学成分略有不同,这使得榜首种电解质简单呈现树枝状浸透,但在锂的效果下更安稳,第二种电解质在锂的效果下不太安稳,但对树枝状浸透免疫。经过这种方法,电池并没有阻挠树枝状晶体的构成,而是能够安全地操控和遏止它,突起物被三明治的 "培根 "层挡住。

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该论文的一起作者Luhan Ye说:“咱们为了安稳电池而归入不安稳性的战略感觉是反直觉的,但就像一个锚能够引导和操控进入墙面的螺丝相同,咱们的多层规划也能够引导和操控树突的成长。”

此外,电池能够经过回填树枝状物发生的缝隙来进行自我修正。在测验中,该团队发现该电池在10000次循环后保留了82%的容量,并展现了有朝一日能够让电动轿车在10至20分钟内充电的电流密度。

李昕说:“这种概念验证规划标明,锂金属固态电池能够与商用锂离子电池竞赛。并且咱们的多层规划的灵活性和多功能性使它有可能与电池职业的大规模出产程序兼容。将其扩大到商业电池并不简单,仍有一些实践的应战,但咱们信任它们将被战胜。”

该研讨宣布在《天然》杂志上。

seline; text-align: center !important;"> seline; width: 810px; height: 250px; overflow: hidden; position: relative;"> seline; position: absolute; left: 0px; top: 0px; width: 500px; height: 250px; background-color: rgba(255, 255, 255, 0.65);"> seline;">    新能源 标签: 电池资料 锂离子动力电池 固态电池  
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