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解开锂电池固体电解质界面成分,盼打造全新电池技术

时间:2022-07-07 17:15:52来源:钜大LARGE

导语:​虽然锂电池已经是当今储能主流,但是其充放电的分子和原子基础科学至今还是个谜。

  虽然锂电池已经是当今储能主流,但是其充放电的分子和原子基础科学至今还是个谜。

必威bet体育  而根据美国能源部阿贡国家实验室在《NatureCatalysis》研究指出,研究团队已突破性地得出电极和液态电解质之间的固体电解质界面(solid-electrolyteinterphase,SEI)化学成分。阿贡国家实验室材料科学部门(MSD)化学工程师DusanStrmcnik表示,这将有助于提高团队对电池寿命的预测能力,而这对电动汽车制造厂商至关重要。

  长久以来科学家都致力于破解锂电池SEI,但只了解电池充电时形成会形成SEI,在石墨电极上出现千分之毫米厚的薄膜,而该薄膜可保护界面发生有害反应,同时让锂离子在电极跟电解质之间穿梭,因此有关锂电池来说,性能良好的SEI为必要条件。Strmcnik指出,电池效率和寿命取决于SEI品质,假如科学家可以找出其化学性质和独立成分规则,即可借由SEI提升电池效率。

必威bet体育  因此阿贡国家实验室和丹麦哥本哈根大学、德国慕尼黑工业大学和BMW集团的组成国际研究团队,并成功解开锂电池SEI常见化学物质氟化锂(lithiumfluoride)。

必威bet体育  实验和计算结果指出,电池充电过程中会出现氟化氢(hydrogenfluoride)电化学反应,从电解质转变成固态氟化锂并生成氢气,这类反应高度依赖石墨、石墨烯和金属等电极材料,证明电池催化剂的重要性。

必威bet体育  该团队也同时研发新型检测氟化氢浓度方式,由于氟化氢是由湿气和锂盐(LiPF6)形成的有害物质,该检测方法在SEI未来科学研究居关键地位。研究员NenadMarkovic表示,该研究日后将在BMW电池研发中心测试,研究下一步则是计划设计全新锂电池技术,为当今锂电池开辟另一条道路。


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