近日,圣阳蓄电池在一项研究证明,某些放置在锂电池电解液中的添加剂可以防止树枝状晶体的形成,这是造成短路和起火的主要原因。这项研究将对下一代电池的安全性做出巨大贡献,该研究结果于6月17日发表在《自然通讯》上。这项研究的巨大成功将极大地改善消费电子产品和电动汽车中所用电池的能量存储。
圣阳蓄电池这项研究是由斯坦福大学副教授兼能源部的SLAC国家加速器实验室的Yi Cui进行的。他说,这些较轻的电池将在各种电动汽车中具有巨大的潜力。但是阻碍它们发展的一个因素是形成树枝状晶体的趋势,这也是导致现有锂离子电池过热和偶尔起火的主要原因。
圣阳为了达到这项研究的技术期望,研究人员需要更加注意两种化学物质。一种化合物是硝酸锂,作为改善电池性能的添加剂,它已经被研究了很长时间。另一个是多硫化锂,它被认为是令人讨厌的东西:当硫电极降解并传播到锂金属电极并击毁它时形成。在讨论期间,他们意识到这两种化学物质的综合作用可能通过与锂金属反应而在电极和电解质之间形成稳定的固体界面。
性能改进
研究人员组装了一些纽扣电池,并将上述两种化学物质以不同的浓度添加到基于醚的电解质中。
经过一定次数的充电/放电循环后,用电子显微镜和X射线技术检查这些纽扣电池的电极,以研究其形态和化学组成。
研究结果表明,当适量添加两种化学药品时,锂枝晶的形成就停止了,并在那里形成了无害的煎饼状沉积物。也就是说,在锂金属的表面形成了稳定的涂层,这有助于保护电极免于进一步降解,从而改善了电池的性能。