最近，研究人员能源化学杂志已经为功能分离器展示了其设计，该功能分离器包括在商用聚烯烃分离剂上涂层的超薄金（AU）纳米颗粒，以控制树突生长锂并稳定石墨阳极。yabo214
学习：通过在分离剂上涂上超薄金层来调节锂树突的生长，以提高石墨阳极的快速充电能力，图片来源：rost9/shutterstock.com
锂离子（锂离子）电池技术的主要挑战之一是锂树突的增长，它破坏了热稳定性，并可能损害电池的结构完整性，这可能会导致灾难性故障，例如短路甚至射击。由于锂离子电池在电动汽车（EV）和便携式电子设备中的不断增长，因此特别关注这一点。
研究人员希望他们的分离器设计能够提高锂离子电池的安全性，同时还可以提高电化学性能，并在快速充电条件下实现更好的自行车稳定性。
树突生长
虽然锂离子电池是便携式电子电池中最受欢迎的电池类型，但在EV市场中也是如此，但已经报道了安全问题，并引起了公众对该技术的关注。
在报道的事件中，锂树突形成是电池故障的主要原因之一。锂树突是金属微观结构 - 类似于钟层和洞穴中的藻膜 - 当锂离子积聚在阳极表面上并且无法有效吸收时，它们在负电极上形成。
因此，了解锂树突形成的生长机制以及如何防止这种现象的发生是提高整体电池安全性和效率的关键。锂树突形成的潜在原因之一是快速充电循环，因为这可能会导致石墨阳极上的锂离子堆积，随着时间的流逝形成树突。
美国高级电池联盟（USABC）指出，高级高性能电池只需要15分钟即可到达80％的充电状态（SOC）。石墨是最常用的阳极材料之一，由于其高特异性容量为372 m AH G -1，低成本和出色的循环可亚博网站下载逆性。
但是，与石墨性能有关，需要紧急解决许多紧急问题，包括在快速充电下的严重容量衰减和低温操作时的电化学性能差。
Au纳米颗粒加载的分离器
在过去的几年中，重大努力，例如开发新的电解质来调节锂离子溶剂化，建造人工SEI，分离器修饰和石墨阳极修饰，已重点是消除快速充电周期中锂树突形成的形成和一般充电周期的形成。锂离子电池的应用。
Tsinghua大学的研究人员使用热蒸发涂层系统将Au纳米颗粒沉积到商业分离器上。yabo214目的是稳定石墨阳极，从而控制树突生长机制。
具有显着亲脂性的高导电AU层可能会“播种”李树突的生长，主要是在面向石墨阳极的分离剂上，因此改变了危险树突的生长方向。
凯·卢（Kai Lui）教授，该研究的对应作者，以及廷华大学化学系的终身教授
然后，团队将改良的电池以不同的能力进行快速充电周期，以监视锂树突的形成和生长：“”修改后的分离器可以改变并调节树突生长方向，以提高电池的安全性和电化学性能，”卢说。
因此，Au纳米颗粒的分离器提供了一种有效的策略，可以在不损害能量密度的情况下使用一类高安全性锂离子电池。研究人员应用了原位光学显微镜来说明锂树突生长和进化的动态过程。
提高电池安全性
保持稳定的电池操作有助于确保安全，维持电池健康并延长功能。快速充电可能会从同步中踢出石墨离子的吸收，并导致锂离子的堆积。
因此，从长远来看，与锂离子电池的内部机制和循环稳定性有关的任何进展都将导致堆积量较小，并在长期内提高电池安全性。
“带有Au纳米颗粒涂层的LI/石墨细胞可以稳定地循环，而在95个周期内，yabo214高面积的容量保持在90.5％，而电流密度为0.72 mA cm -2，”刘解释说。简而言之，这可以使锂离子电池在快速充电条件下的稳定性更好。
在能源化学杂志，不仅在快速充电条件下显着提高了锂离子电池的安全性，还可以确保提高电化学性能。
参考：
S. Yan，X。Chen，P。Zhou，P。Wang，H。Zhou，W。Zhang，Y.提高石墨阳极的快速充电能力，能源化学杂志（2021），doi：https://www.亚博老虎机网登录sciendirect.com/science/article/pii/s2095495621006008
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