专家最近报道新进展锂金属电池,充电速度快,因为一个小时一个新的研究发表在自然能源。这种快速充电是通过金属锂晶体,可以播种和快速增长和制服一个意想不到的表面。
在这个扫描电镜图像,大,均匀的金属锂晶体生长在一个令人惊讶的表面。图片来源:吴朝晖和产品回族/加州大学圣地亚哥分校
策略是生长晶体的表面上锂”不像。“致密层均匀金属锂从这些种子生长晶体。统一层金属锂电池研究人员特别重要,因为他们缺乏树突,从而降低电池性能。这些树突的形成在电池阳极一直发展的绊脚石充电快ultra-energy-dense锂金属电池。
这部小说的策略,在工程师的指导下加州大学圣地亚哥分校,促进锂金属电池的充电大约一个小时。加州大学圣地亚哥分校的工程师,与加州大学欧文分校成像研究人员合作,发表在突破自然能源2月9日th,2023年。
科学家们取代了普遍的铜表面消极的一面(正极)制成的锂金属电池lithiophobic纳米复合材料表面氟化锂(生活)和铁锂金属晶体生长(Fe)。
锂晶体种子开发在这个lithiophobic表面锂沉积期间,和从这些种子密度锂法令在高充电率。因此,long-cycle-life锂金属电池,充电很快了。
特殊的纳米复合材料的表面是发现。我们挑战传统观念需要什么样的表面锂晶体生长。普遍认为它喜欢锂表面生长的更好,lithiophilic表面。
萍Liu教授和研究高级作者,纳米科技帮助下,加州大学圣地亚哥分校
萍刘补充道,“在这项工作中,我们表明,情况并非一直如此。我们不喜欢使用的底物锂。然而,它提供了丰富的成核网站快速表面锂一起运动。这两个因素导致这些美丽的晶体的生长。这是一个很好的例子,一个科学洞察力解决一个技术问题。”
新突破由加州大学圣地亚哥分校纳米工程师可以删除一个重大障碍的普遍使用高能量锂金属电池电动汽车等应用程序(EVs)和便携式电子设备。因为他们的高电荷密度,锂金属电池电动汽车和便携式电子产品潜力巨大。
然而,今天的锂金属电池应该收取相对缓慢维持电池性能,避免安全隐患。缓慢充电需要减少battery-performance-wrecking锂树突的形成,形成当锂离子和电子结合,形成锂晶体电池的阳极一侧。在充电,锂晶体形式,当电池放电的时候,锂晶体溶解。
期刊引用
吴、Z。等。(2023)不断增加单个水晶种子lithiophobic基质,使充电快锂金属电池。自然能源。doi.org/10.1038/s41560 - 023 - 01202 - 1。
来源:https://ucsd.edu/