鋰金屬電池獲得新突破 壽命可增加一倍
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-12 14:25
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據外媒報道，當地時間11月12日，賓夕法尼亞州立大學(Penn State)在《Nature Energy》雜志上發(fā)表的研究結果表明，更持久、充電速度更快以及更安全的鋰金屬電池是有可能實現的。該項研究由美國能源部(the U.S Department of Energy)提供資助，研究人員研發(fā)出一種三維交連聚合物海綿，可附著在電池陽極的金屬鍍層上。
賓夕法尼亞州立大學機械工程教授兼該項目首席研究員王東海表示：“該項目旨在研發(fā)下一代鋰金屬電池。在電池中試用鋰金屬已經持續(xù)了幾十年，但是有些基本問題阻礙了鋰金屬電池的發(fā)展。”
在附加應變下，如電動車輛需要采用快速充電法，鋰離子電池(Li)易受枝晶生長(針狀結構)影響，從而縮短電池循環(huán)壽命，并可能引起火災或爆炸等威脅安全的問題。王教授表示：“我們的方法是在鋰金屬界面上使用聚合物。該材料是一個多孔海綿，不僅可以讓鋰離子轉移，還能抑制鋰離子變質，即使在低溫和快速充電的條件下，也可讓金屬鍍層不生長枝晶。”
該項研究可讓更強大、更穩(wěn)定的金屬電池技術成為日常生活中不可或缺的部分。王教授表示：“用于電動汽車中，該金屬電池可以增加其續(xù)航里程，其還可以為智能手機提供更長壽命的電池。”
未來，該研究小組將探索其在大型電池芯中的實際應用，以驗證該技術的優(yōu)勢和可行性。王教授表示：“我們希望推動此類技術向前發(fā)展，通過該項研究，我們很肯定可以將鋰金屬電池的使用壽命延長一倍。” 可充電鋰電池有多種配置，物理尺寸和容量等級。鋰化學行業(yè)有三種基本配置。
第一種是類似于小桶的圓形配置，被稱為圓柱形電池/電池。典型尺寸為18×65毫米，21×50毫米和26×65毫米。
第二張常見的配置是扁平的和矩形的，類似于稱為棱柱形電池的小盒子。典型尺寸為5×34×50毫米和10×34×50毫米，以及其他各種標準尺寸。
第三種配置是扁平箔袋，非常類似于口香糖包裝，通常稱為鋰聚合物電池/電池。典型的尺寸是每個棱柱形單元，但是在市場上有各種各樣的附加尺寸。
工業(yè)用語典型地將圓柱形和棱柱形電池稱為“傳統(tǒng)”鋰離子電池和袋式電池，作為“鋰聚合物”或“鋰聚合物”或“袋”電池。為了本文的目的，我們將使用鋰離子傳統(tǒng)電池和鋰聚合物作為袋子命名法。
從制造成本比較
傳統(tǒng)鋰離子與鋰聚合物的制造有很大不同。對于鋰離子電池來說，生產電池需要大量昂貴的自動化設備和工具。圓柱形電池配置已經成為該行業(yè)的主力，成為各種應用中最常用的配置。隨著可充電鋰化學技術的成熟，這也是最先進的技術。
棱柱形電池的制造也需要密集的資本設備支出。然而，棱柱形電池/電池領域的技術進步卻越來越少。從制造的角度來看，圓柱形電池的制造成本最低，其次是棱鏡配置。
