胶带加激光技术,就能大幅提升电池性能

发布日期:2020-07-16

核心提示:莱斯大学的科研团队以胶带为切入点,结合一些先进的激光技术,开发出了极具前景的新型电极材料。这种材料能克服当前锂离子电池长

莱斯大学的科研团队以胶带为切入点,结合一些先进的激光技术,开发出了极具前景的新型电极材料。这种材料能克服当前锂离子电池长期存在的问题,并有望大幅提升电池的性能。
 

锂金属电池是指将传统上用作阳极(两个电极之一)的石墨换成纯金属锂的电池。由于这种材料具有非常高的能量密度,金属锂可以使电池的充电速度大大加快,容量也可达到 10 倍。
 

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不过锂离子电池也存在一些不足,其中比较麻烦的一点就是“枝晶”(dendrites)。在充电过程中,这些树枝状突起会在阳极表面形成,并可能导致电池短路、失效或起火,因此大量的电池研究都集中在扼杀它们。
 

来自莱斯大学的科研团队在这个领域有了新的突破,首先是一条胶带。该团队将胶带贴在构成锂阳极一部分的铜电流收集器上,并用激光对其进行处理,将其加热到2300开尔文(3680°F或2026°C)的极端温度,从而赋予其一些非常有用的新特性。
 

这一过程将胶带变成了一种多孔涂层,主要由硅、氧,以及少量的神奇材料石墨烯组成。对该薄膜的初步实验表明,它可以作为电流收集器组件的保护层,既能吸收和释放金属锂,又不会让有害的枝晶生长。
 

在其激光诱导的氧化硅保护涂层中,莱斯大学团队可能已经找到了一种方法来利用这些积极因素,而不会增加多余的锂负担。其实验表明,装有其新涂层的电池表现出三倍于其他 "零过剩 "金属锂电池的寿命,在60个充放电周期内保留70%的容量。
 

该团队介绍说,该技术快速而安全,不涉及溶剂,并能在室温下进行。因此,它被寄予厚望,认为其具有扩大规模的潜力。


 
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