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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?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年11月05日  

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的體積變化(稱為鋰化和脫鋰)最終會導致電池內(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),假如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)的能量存儲新增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。


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。


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