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新突破!新型固态锂电池10到20分钟内为电动汽车充满电2021-05-19 08:47

美国科学家发明了一种新型的锂金属固态电池,这种电池可以避免在电解液中形成树突。他的多层电池可以在10到20分钟内为电动汽车充满电。

哈佛大学的研究人员声称,他们已经开发出了一种锂金属固态电池,这种电池的稳定性得到了提高,并增强了防止锂枝晶穿透的能力。

新突破!新型固态锂电池可10分钟为电动汽车充满电

研究员李鑫说:“我们的研究表明,固态电池与商用液体电解质锂离子电池有根本的区别,通过研究它们的基本热力学,我们可以释放出优越的性能并利用它们丰富的机会。”

科学家们说,这种电池可以在高电流密度下充放电至少10000次。它的多层设计被描述为一种结构,其中一个不太稳定的电解质被夹在更稳定的固体电解质之间,能够防止任何锂枝晶的生长,然后将该结构与商业高能量密度阴极材料结合在一起。

哈佛大学的小组解释道:“把电池想象成BLT三明治,首先是面包(锂金属阳极),然后是生菜(石墨涂层)。接下来是一层西红柿(第一层电解质)和一层培根(第二层电解质),最后再加上一层西红柿和最后一块面包(阴极)。”

第一种电解质,学者们用化学名称Li5.5PS4.5Cl1.5,或LPSCI来命名,与锂的关系更稳定,但会受到树枝状的渗透。相比之下,第二种被称为Li10Ge1P2S12,或LGPS,尽管锂的稳定性较差,但对树突的免疫力更强。在这种配置下,树枝状物被允许通过石墨和第一种电解质,但在第二种之前就被阻止了。

学者们强调:“与LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2阴极配对的锂金属阳极的循环性能非常稳定,在20C速率下进行10000次循环后容量保持率为82%,在1.5C速率下进行2000次循环后容量保持率为81.3%,我们的设计还能在微米级阴极材料水平上实现110.6千瓦/公斤的比功率和631.1瓦时/公斤的比能量。”

据学者们说,这种电池还具有自我修复的特性,因为它能够回填树枝状物产生的孔。它的创造者声称它有可能在10到20分钟内为电动汽车充满电。

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