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新型復合金屬鋰電極材料可提高鋰電池性能

文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2020-09-10 15:23【

據科技日報2016429日報道,美國科學家組成的研究團隊,最近在金屬鋰電極的實際應用研發方面取得重大突破,利用表面“親鋰化"處理的碳質主體材料成功制備出一-種復合金屬鋰電極,此電極可大大提高鋰電池性能。研究團隊對材料表面特殊浸潤性進行深人研究后,提出“親鋰性”這一概念,并利用表面“親鋰化"處理的碳質主體材料,通過建立“親鋰”的界面材料體系,將金屬鋰融化之后,利用毛細作用吸入碳纖維網絡的空隙中,成功制備出含有支撐框架的復合金屬鋰電極,電極由10%體積比的碳纖維和金屬鋰材料組成。

新研究的復合金屬鋰電極在碳酸鹽電解液體系的循環過程中具有較小的尺寸變化、極高的比容量和良好的循環及倍率性能,其電壓曲線也相對平滑,突破了當前制約金屬鋰電池大規模商業化的主要問題。該研究成果經美國《國家科學院院刊》在線發表后,受到業內的廣泛關注,依據不同材料的浸潤性所提出的“親鋰”“疏鋰”概念,為金屬鋰電極研究提供了新思路,并且對其他領域的研究具有極高的借鑒作用,成果已申請美國發明專利。

目前商用的負極材料是將金屬鋰嵌入石墨的層間,成功解決了金屬鋰負極本征的枝晶和體積膨脹的問題。同理,如果將金屬鋰沉積到其他骨架的空隙內部,是否也有望解決金屬鋰的循環性差的問題。當金屬鋰存在一個骨架時,不僅可以較好地抑制枝晶的生長,還能夠緩解在充放電過程中的體積膨脹問題。綜上,通過金屬鋰中引入骨架時實現金屬鋰的安全運轉的新途徑。

在當代理論、表征與新材料科學迅速發展的大環境下,鋰金屬負極的研究取得重要突破。作為一種實驗用小型回轉窯,鳳谷粉體燒結爐可以通氣氛,抽真空,一種爐窯多種內膽,滿足不同材料的燒結條件,是實驗、小批量生產、小試線、中試線的理想之選。目前,鳳谷實驗回轉窯在硅碳負極燒結、煅燒上已經有相對成熟的經驗,為多個鋰電材料企業提供燒結支持,獲得高度認可。鋰金屬作為高比能電池核心材料得到了國際科學與工程界的廣泛關注。

間斷非金屬回轉窯_02.jpg



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