相對于石墨電極材料來說,含有疏水性膜的鋰電負(fù)極材料具有更低的制造成本、更高的循環(huán)穩(wěn)定性以及能防止鋰枝晶的生長,從而可以有效解決鋰金屬在鋰離子電池上的應(yīng)用難題。
近幾年,新能源汽車是汽車產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)話題,其“心臟”動(dòng)力鋰電池更是多次被推向輿論的風(fēng)口浪尖,對電池續(xù)航和性能存在較大抱怨。據(jù)業(yè)內(nèi)人員表示,目前市場化的石墨負(fù)極材料因能量密度較低,而限制了電池的續(xù)航里程。與此形成對比,金屬鋰能作為二次充電電池最好的負(fù)極材料,但是由于它會和水分發(fā)生反應(yīng)和生成枝晶的問題,阻礙了在儲能領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。
在循環(huán)過程中,由于局部極化的原因,使得金屬鋰負(fù)極表面生長鋰枝晶,當(dāng)鋰枝晶生長到一定程度的時(shí)候就可能穿透隔膜,引發(fā)安全問題。加之有機(jī)的電解液在最低未占用軌道和最高占用軌道有電子能隙,能級之差和和負(fù)極材料的費(fèi)米能級不匹配,進(jìn)而會在電解液和負(fù)極材料之間形成一層固體電解質(zhì)膜,只允許鋰離子通過。固體電解質(zhì)膜中的鋰來自正極材料,這就降低了電池的容量。在電池循環(huán)過程中,SEI膜還會不斷的溶解掉,使負(fù)極材料暴露在電解液中,又會形成新的SEI膜,限制了鋰電池的使用壽命。
好在,含疏水性膜的鋰電負(fù)極材料(在鋰金屬表面添加一層疏水性膜)問世了,疏水性膜使鋰金屬和空氣隔絕,鈍化鋰金屬,避免形成鋰枝晶,從而能彌補(bǔ)電池的不足。