查爾默斯理工大學制定鋰金屬電池充電和操作指南 降低短路風險
時間:2021-01-26 09:01來源:蓋世汽車 作者:劉麗婷
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（圖片來源：瑞典查爾默斯理工大學）
鋰金屬電池以鋰金屬薄箔作為負極材料，而非石墨，因此具有較大能量密度，這一點與鋰離子電池的原理相同。電池電極中沒有石墨，不僅可以大大提高其活性物質比例、增加能量密度并減輕重量，同時，也使在正極上使用高容量材料成為可能，從而將電池能量密度提高三到五倍。
充電和放電過程中，安全性至關重要。近日，查爾默斯理工的研究人員與俄羅斯、中國和韓國的同事提出了可安全使用鋰金屬電池的方法，使電池在充電過程中，其中的鋰金屬不會形成被稱為“枝晶”的針狀結構，從而導致短路，甚至起火。
查爾默斯大學物理系研究員Shizhao Xiong 表示：“充電過程，金屬沉積通常很不均勻，負極就會出現枝晶，隨著時間推移，枝晶使正極和負極直接接觸，從而導致鋰金屬電池會發生短路。因此，防止枝晶形成是解決短路問題的關鍵。而我們的指南可以很好地解決這一問題。”
控制鋰在負極上的分布方式有很多種。充電過程中，鋰金屬結構主要受電流密度、溫度和電解質中離子濃度影響。基于以上參數，研究人員可通過模擬和實驗確定優化電荷方式，從而在鋰金屬陽極上形成高密度理想結構。
查爾默斯大學物理系Aleksandar Matic 表示：“充電時，電解液中的鋰離子會變成鋰原子，此時將其整齊排列非常困難。而指南對于在不同條件下控制該過程均十分有效，這將有助于制造出更加安全高效的鋰金屬電池。”
(責任編輯：子蕊)
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