新型聚合物真的能提高能量密度和鋰離子電池的穩(wěn)定性嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-02-10 19:42
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隨著電池完成其電源循環(huán)，電池陽極中的硅會顯著膨脹和收縮，從而限制了其在商業(yè)上的應(yīng)用潛力。
這些在充電和放電過程中重復(fù)的體積變化(稱為鋰化和脫鋰)最終會導(dǎo)致電池內(nèi)部的結(jié)構(gòu)損壞。隨著時間的流逝，這種退化的影響可能導(dǎo)致不穩(wěn)定，例如爆炸，并縮短電池壽命。
但是，研究人員采用了一種新的策略，該策略可以使硅保留能夠?qū)崿F(xiàn)出色能量傳遞的彈性，同時還能保持電池電極的最終完整性。
Wang說：“我們發(fā)現(xiàn)，如果用超彈性凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)的墊子圍繞硅基陽極，它可使硅保持穩(wěn)定，因此顆粒不會在電極內(nèi)移位。”
王說，這種獨特的方法結(jié)合了兩個方面的優(yōu)點。GPE由響應(yīng)其彈性的軟醚結(jié)構(gòu)域和防止聚合物過度溶脹的硬環(huán)結(jié)構(gòu)域組成。
他說：“這是一種新方法，其中兩個組件協(xié)同工作以使GPE適當(dāng)膨脹和收縮，同時保持硅陽極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。”
通過規(guī)避目前硅基陽極存在的問題，研究人員估計這項工作可以使鋰離子電池內(nèi)的能量存儲增加20%。
Wang說：“這是一項使能技術(shù)，可以在陽極中使用純硅。” “傳統(tǒng)上，僅使用5%的硅，因此材料的增強(qiáng)效果受到限制。但是通過使用這種方法，用純硅替代它將大大提高電池的容量和能量密度。”
作為賓夕法尼亞州立大學(xué)電池與儲能技術(shù)(BEST)中心的研究員，這項工作代表了Wang 在該領(lǐng)域的最新 貢獻(xiàn)。
“這項工作無疑是為電動汽車或小型電子產(chǎn)品制造更好的電池的一種方法。” “通過硅和GPE的結(jié)合，這是創(chuàng)建下一代鋰離子電池的途徑。”
