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采用新工程方法可实现下一代电池

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-02-16浏览次数:1734

宾夕法尼亚州立大学最近在Journal Natural Energy上发表的一项研究表明,锂金属电池可能更耐用,更快速充电,更安全。

研究人员开发出一种三维交联聚合物海绵,可以附着在电池阳极的金属涂层上。

“该项目旨在开发下一代金属电池,”机械工程教授,该项目首席研究员王东海说。 “锂金属已经在电池中使用了几十年,但一些基本问题阻碍了它们的发展。”

在额外的应变下,例如电动汽车所需的快速充电方法,锂离子(Li)电池容易受到树枝状生长的影响 - 针状结构可能会缩短循环寿命并导致安全问题 - 包括火灾或爆炸。

“我们的方法是在Li金属界面使用聚合物,”Wang解释道。该材料充当多孔海绵,不仅促进离子转移,而且还抑制变质。

“这使金属涂层即使在低温和快速充电条件下也不会产生枝晶,”他说。

Wang是宾夕法尼亚州能源与环境研究所的附属教师,也是能源存储领域的领先研究机构,电池能源和存储技术中心。

作为IEE和BEST中心使命的重要组成部分,该项目汇集了来自不同学科的大学研究人员。

“这个团队的合作确实有助于促进本文的发展,”王解释说。 “这使我们能够从材料科学,化学工程,化学和机械工程的角度研究问题的不同方面。”

在这项协同工作中,陈龙清在材料科学与工程系的团队中进行了建模工作,以了解Li金属阳极的改进。

研究人员表示,这项工作的实际应用可以使更强大,更稳定的金属电池技术成为日常生活中不可或缺的一部分。

“在电动汽车中,它可以在充电数百英里之前增加驱动器的范围,”Wang说。 “它还为智能手机提供更长的电池寿命。”

展望未来,该团队将探索大型电池的实际应用,以展示其优势和可行性。

王说:“我们希望推动这些技术的发展。通过这项工作,我相信我们可以将这些锂金属电池的使用寿命延长一倍。”