韓國首爾漢陽大學(xué)(Hanyang University)的研究員,開發(fā)了一種鋰金屬電池(LMB),即Li/NCM電池。相比同類電池來說,新的LMB不僅具有更高的能量密度,還有更快的充電速度。
鋰金屬的理論容量高達(dá)3860mAh/g,是儲(chǔ)能電池的理想負(fù)極材料。不過,由於鋰金屬太活潑,易與氧氣反應(yīng),從而限制了它在實(shí)際領(lǐng)域中的應(yīng)用。如果對(duì)該電池進(jìn)行快速充電,通常會(huì)加速有害鋰枝晶的生長,加劇鋰金屬負(fù)極與電解質(zhì)之間的副反應(yīng)。在快速充電和高活性物質(zhì)負(fù)載狀態(tài)下,鋰枝晶的生長導(dǎo)致迴圈效率降低,進(jìn)而阻礙LMB在電動(dòng)汽車中的使用。
漢陽研究團(tuán)隊(duì)採用改性有機(jī)電解質(zhì),並對(duì)鋰金屬進(jìn)行預(yù)處理,在鋰負(fù)極表面形成穩(wěn)固的固態(tài)電解質(zhì)介面層。對(duì)鋰金屬負(fù)極進(jìn)行LiNO3預(yù)處理後,在負(fù)極表面會(huì)形成一層富含Li2O的SEI膜,從而提供必要的機(jī)械強(qiáng)度,防止SEI膜過早被擊穿。另外,結(jié)合摻鋁全濃度梯度Li[Ni0.75Co0.10Mn0.15]O2正極,研究者構(gòu)建了一種LMB,其面積容量為4.1 mAhcm-2,在3.6 mAcm2的電流密度下,可穩(wěn)定迴圈300次以上,迴圈500次後,LMB仍可以保持90%的初始容量。
可見,在鋰金屬電池實(shí)際應(yīng)用中,選擇最佳電極材料的重要性。除此之外,日本科學(xué)家也研究出可用納米氧化鎢粉末進(jìn)行製備高品質(zhì)的鋰電負(fù)極材料,同樣能提高鋰電池的容量與充電速度,這主要?dú)w結(jié)於氧化鎢粉末的顆粒尺寸非常小,屬於納米級(jí),有較強(qiáng)的物理化學(xué)吸附能力和暢通無阻的通道,利於鋰離子的儲(chǔ)存與運(yùn)功。