現(xiàn)在對(duì)很多人來(lái)說(shuō)，由電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備，如手機(jī)、平板電腦，甚至電動(dòng)汽車(chē)，都是必不可少的。然而，這些設(shè)備往往一天就要充一次電。為了延長(zhǎng)兩次充電之間的間隔，需要開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能更高的電池。鋰金屬電池有望顯著提高能量密度，但是穩(wěn)定性不足。這意味著這種電池的使用壽命有限，而且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。
據(jù)外媒報(bào)道，中國(guó)南開(kāi)大學(xué)和英國(guó)劍橋大學(xué)(University of Cambridge)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新方法，有助于穩(wěn)定鋰電極。該方法利用具有反蛋白石結(jié)構(gòu)的電極界面保護(hù)膜，有效控制電極表面的離子電沉積過(guò)程。
“鋰就像是不聽(tīng)話的孩子。”南開(kāi)大學(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)院材料化學(xué)系的Guoran Li教授表示，“其在電極反應(yīng)過(guò)程中的表現(xiàn)變化無(wú)常，可能導(dǎo)致電極表面不平整，甚至產(chǎn)生尖銳的枝晶，從而刺穿隔板并引起火災(zāi)。這些都會(huì)使電池不穩(wěn)定和不安全。”
研究人員為此決定放棄傳統(tǒng)方法(主要保護(hù)電極表面免受腐蝕)，而是開(kāi)發(fā)了一種具有規(guī)則結(jié)構(gòu)和活性成分的膜來(lái)管理鋰的行為。
Li教授表示：“反蛋白石中具有高度有序的通道，可使鋰離子均勻分布，并有效調(diào)節(jié)電沉積過(guò)程的每個(gè)階段，從而實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)，使電池中的鋰金屬電極穩(wěn)定工作。”
研究人員表示，這是鋰金屬電極領(lǐng)域的一項(xiàng)有價(jià)值的研究成果。“這項(xiàng)研究表明，這種保護(hù)膜具有規(guī)則結(jié)構(gòu)和活性成分，能夠有效調(diào)節(jié)電極反應(yīng)過(guò)程，提高最終的電化學(xué)性能。希望這項(xiàng)研究能夠提供新的視角，以具體探討鋰金屬電極的反應(yīng)過(guò)程，促進(jìn)高性能鋰金屬電池的實(shí)際應(yīng)用。”
關(guān)鍵詞： 科學(xué)家開(kāi)發(fā)新方法助于穩(wěn)定鋰電 高性能鋰金屬電池 電子設(shè)備 鋰金屬電池
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