释放“应力”或可解决高容量锂电池安全难题
发表时间：2021年07月05日浏览量：
随着可穿着设备、电动汽车产业等的很快发展，对电池的“高容量”标准，也在大大提升。以锂金属为负极的锂电池，具有比传统锂离子电池低10倍的容量潜力，但却不存在着潜在的安全隐患。28日，从湖南大学得知，美国亚利桑那州而立大学姜汉卿团队、莱斯大学唐铭团队，与该校段辉低团队一项关于“锂枝晶”问题的研究成果，未来将会助力解决问题这类“高能”锂电池的安全性“苦恼”。
这一成果，于近日公开发表于国际顶级能源期刊《大自然·能源》上。石墨作为传统锂离子电池的负极材料，存储容量为380mAh／g。
但，这近高于锂金属的理论比容量3860mAh／g。因此，锂金属是高容量电池更为理想的负极材料。不过，早期以锂金属为负极的电池，不会在充放电过程中产生树枝状金属锂，即“锂枝晶”问题。这或可造成电池内部短路甚至发生爆炸，是潜在安全隐患。
为解决问题锂枝晶生长问题，学界明确提出了各种解决方案。还包括，在电解液中加到有机添加剂，或用于固态电解质等，诱导枝晶产生。近日，该论文研究团队关于锂枝晶问题的找到，未来将会助力从全新角度来“崩溃”锂枝晶分解。姜汉卿讲解，他们找到，在金属沉积过程中，力形变普遍存在。
团队在制取出有的硬基衬底上，沉积铜膜作为集流体，将电极装配成电池在显微镜下展开电池。仔细观察找到，电池一段时间后，铜膜上不会急遽经常出现一维褶皱结构，通过铜膜失稳皱褶，软性衬底上的形变被大大获释。从而证实了电极表面的压形变，确能驱动锂枝晶生长。同时，他们通过对在铜箔上和硬基集流体沉积锂金属，研究沉积锂形貌，证明了形变获释能有效地避免枝晶分解。
据报，团队还研究了更加有效地利用硬基底能获释形变的方式。他们以方糖为模板，取得了三维多孔硬基衬底。经测试找到，比较商业化铜箔及三维泡沫铜，其不具较佳电化学性能。
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