山東
記者7月8日從南京大學(xué)獲悉，學(xué)校周豪慎教授團(tuán)隊(duì)研制出新型電解液，在提升鋰金屬電池能量密度的同時(shí)，顯著延長循環(huán)壽命，有望推動(dòng)這一儲(chǔ)能技術(shù)加快實(shí)用化。國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》8日在線發(fā)表相關(guān)成果。
據(jù)周豪慎介紹，鋰金屬電池能量密度高，是下一代新能源汽車和消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品的理想電源。但傳統(tǒng)電解液與這種電池的負(fù)極“合不來”，不僅影響電池壽命，還容易促使電極長出針狀的鋰枝晶。鋰枝晶刺穿隔膜可能引發(fā)短路，甚至起火。
近年來，產(chǎn)業(yè)界已形成采用“局部高濃度電解液”的共識(shí)。但充電時(shí)，電解液成分在電極表面仍會(huì)不可逆地分解，電解液越用越少，導(dǎo)致電池性能越來越差。
“就好比一群人手拉手，卻要在電極表面被迫松手。”論文第一作者、南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院博士生楊伍桀告訴記者，團(tuán)隊(duì)引入了一種“靶向配位反溶劑”。充電時(shí)，在電場(chǎng)作用下，反溶劑能主動(dòng)“接手”電池正極釋放的鋰離子，阻止鋰離子拆散原有的溶劑化結(jié)構(gòu)。而且，這種反溶劑只在電極表面附近發(fā)揮作用，不會(huì)干擾電解液正常工作。
這是周豪慎團(tuán)隊(duì)研制的新型鋰金屬軟包電池。（南京大學(xué)供圖）
團(tuán)隊(duì)用這種反溶劑配制了新型電解液，加入鋰金屬軟包電池進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，450瓦時(shí)每千克的能量密度下，電池循環(huán)壽命超過750次；將能量密度提升至605瓦時(shí)每千克，電池仍能穩(wěn)定循環(huán)150次。相比之下，目前純電動(dòng)乘用車電池的能量密度約200瓦時(shí)每千克。
“以往對(duì)電解液的研究，主要關(guān)注靜態(tài)的溶劑化結(jié)構(gòu)，這次我們把目光轉(zhuǎn)向電極界面動(dòng)態(tài)的溶劑化行為。”周豪慎說，此次研究也為設(shè)計(jì)其他堿金屬電池的電解液提供了新思路。
來源：新華網(wǎng)
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