研究發(fā)現(xiàn)增強型SEI可提高鋰金屬電池能量的安全性
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-15 11:44
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據(jù)外媒報道，美國賓夕法尼亞州立大學(Penn State)研究人員表示，利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI)，可充電鋰金屬電池可實現(xiàn)更高的能量密度，更佳性能以及更好的安全性。
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隨著電動汽車、智能手機和無人機等對更高能量密度的鋰金屬電池的需求增加，SEI的不穩(wěn)定性成為阻礙鋰金屬電池發(fā)展的關鍵問題，因為該電池的鋰電極表面的一層鹽層會將SEI隔離，并且傳導鋰離子。
作為鋰金屬電池內(nèi)最不為人所知的部分，SEI的降解促進了樹突的形成。樹突是一種針狀結(jié)構(gòu)，從電池的鋰電極中生長出來，會對電池的性能和安全性產(chǎn)生負面影響。
機械與化學工程教授Wang表示：“這就是為什么鋰金屬電池壽命不長的原因，界面膜一生長，電池就會不穩(wěn)定。在該項目中，我們使用了聚合物復合材料來打造更好的SEI。”該項目由化學博士生Yue Gao領導，研發(fā)的增強型SEI是一個反應性聚合物復合材料，由聚合物鋰鹽、氟化鋰納米顆粒以及氧化石墨烯片組成，新型電池組件的結(jié)構(gòu)就包含一層薄薄的此類材料。
研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合，以無源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應，而納米片在復合材料中起到機械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹突。
通過化學和工程設計以及合作，該技術能夠在原子水平上控制鋰表面。此外，該反應性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本，進一步促進鋰金屬電池未來發(fā)展。“2018年，臺塑三井電解液銷售量較2017年同期增長4.5倍。”在2月27-3月1日的日本智慧能源周上，臺塑三井營業(yè)處長張世強接受OFweek鋰電網(wǎng)的專訪，在回答關于去年業(yè)績問題時如此表示。臺塑三井2018年的表現(xiàn)著實讓人刮目相看。那么，臺塑三井是如何做到的呢？相對于其他同行有什么優(yōu)勢呢？在2019年的規(guī)劃是怎樣的？
臺塑三井：強大實力助推業(yè)績高漲
臺塑三井是日本三井化學和臺灣塑膠工業(yè)的合資公司，2013年在浙江寧波開設電解液生產(chǎn)廠。三井化學于1995年展開電解液事業(yè)，有著20年以上的技術及經(jīng)驗積累。三井化學擁有專門從事解析的子公司，能夠針對鋰電池進行最先端的解析。張世強認為，“臺塑三井成立以來，重視生產(chǎn)管理、安全環(huán)境，運用電解液及鋰電池相關的豐富經(jīng)驗知識，并借助鋰電池的高度解析能力，通過電解液解決了顧客很多電芯上的問題。”
此外，據(jù)OFweek鋰電網(wǎng)了解，兩家母公司均為綜合性化工集團，具備獨自開發(fā)新型添加劑的強大能力。迄今為止已經(jīng)檢討了數(shù)千種添加劑，并將多種獨自開發(fā)的添加劑量產(chǎn)運用到電解液產(chǎn)品中。張世強向OFweek鋰電網(wǎng)舉例，“對硅碳系負極及高電壓三元系極為有效的添加劑PST（丙烯基-1,3-磺酸內(nèi)酯）就是由三井化學獨自開發(fā)的添加劑。”
強大的研發(fā)實力以及深厚的經(jīng)驗積累，成就了臺塑三井在行業(yè)發(fā)展受限的2018年里實現(xiàn)4.5倍的增長。更讓我們驚訝的是，張世強預計，2019年臺塑三井電解液銷量再成長3.5倍。
