【leyucom乐鱼官网官方网站】阿贡团队开发出新电解质提升锂离子电池中硅负极的性能

2024-12-03 20:25:02

据外媒报导，美国能源部阿贡国家实验室的研究人员，研发出有新型电解质混合物和一种非常简单的添加剂，可以减少硅负极的表面和整体稳定性，未来将会应用于下一代锂离子电池。(图源：阿贡官网)为了生产新一代锂离子电池，数十年来，科学家们仍然在找寻新型电极材料和电解质。

他们的目标是提升电池的储能能力，使其寿命更长，成本更加较低，也更加安全性。有了新一代电池，电动汽车未来将会更进一步普及，并通过更为廉价可信的储能方式，加快电网向可再生能源扩展。

　　对科学家们来说，硅负极已沦为代替当前石墨负极的选用材料。从理论上来说，硅具备显著的储能优势，其锂存储量完全是石墨的10倍。

而且，这种物质的成本低，极具商业吸引力。作为地壳中第二大元素，硅元素在计算出来和通信硬件中应用于普遍，已不具备一系列加工技术。

但是，阿贡化学科学与工程部门(CSE)的高级化学家JackVaughey认为，“硅负极的应用于，依然不存在一定障碍。在循环过程中，锂离子电池的硅基负极与电解液轻微反应。

宽此以寄居，不会造成电池发育，循环寿命延长。”　　目前，锂离子电池电解液中的溶剂混合物，还包括一种沉淀的锂盐，以及有机添加剂(一般来说多达三种，最少一种)。阿贡的科学家们明确提出新策略，对电解液添加剂展开独有设计，使少量的另外一种盐中，所含一种二价或三价金属阳离子，比如Mg2+、Ca2+、Zn2+或Al3+。

这类增强型电解质混合物，总称为“MESA”(mixed-saltelectrolytesforsiliconanodes，代表用作硅负极的混合盐电解质)，可以减少硅负极的表面和整体稳定性，提高长年循环和使用寿命。CSE部门化学技师BarisKey回应：“我们通过具有标准商业化电极的原始电池，对MESA展开全面测试。这种新型化学物质结构非常简单，具备可伸缩性，与现有电池技术几乎相容。”　　Vaughey补足道，“在这个项目中，阿贡的电池分析、建模和原型(CAMP)设施，让我们获益匪浅，协助我们理解MESA的物质包含。

”　　同时，阿贡研究人员重点仔细观察MESA电解液的工作过程。在电池过程中，电解液中的金属阳离子添加剂，随着锂离子迁入到硅基负极，构成锂金属硅互为，比锂硅互为更加平稳。

在新型电池化学反应过程中，硅负极和电解液之间很少产生危害副作用。经过证明，在电池中测试的四种金属盐中，加到Mg2+或Ca2+的电解质盐，在数百次充放电循环中效果最佳。这类电池的能量密度比同类石墨电池高达50%。

　　Key回应：“根据测试结果，我们几乎有理由坚信，这项发明者将起着推展起到，使硅负极代替石墨，或者与石墨一起包含负极(浓度额多达石墨几个百分点)，并有可能产生深远影响的影响。

本文来源：乐鱼平台官网首页入口下载-www.sashitoka.com