【科技自立自强】西安交通大学科研人员在新动力电池隔阂固态电解质范畴获得新发展
来源:火狐体育官方版    发布时间:2024-01-01 05:58:28| 阅读次数:518

  跟着大众关于新动力轿车日渐增加的需求,除了电池容量衰减引起的路程焦虑外,一系列因电池安全问题形成的新动力车自燃事端极度影响了大众关于新动力车的消费决心,阻挠了新动力车的进一步推广使用。隔阂作为锂电池的核心部件之一,不只避免了电池正负极的直接触摸短路,还为锂离子搬运供给了必要传输通道,直接影响着锂电池的循环功用体现。但是,传统聚烯烃类商用隔阂的熔点低、机械强度差,遇热时易缩短、在电池循环过程中易被锂枝晶穿刺,然后引发电池短路,乃至形成起火和爆破。

  针对以上问题,西安交通大学能动学院延卫教授、王嘉楠副教授团队研制了具有高热安稳性的隔阂及固态电解质资料并提醒了其在相关电池系统中的锂枝晶成长-按捺机制,获得了系列研讨发展。

  (1)考虑到商场对隔阂资料的高需求量,研讨团队采用了一种简略、可大规划使用的集成化战略研宣布一种高安全型芳纶涂覆隔阂并将其成功使用于三元锂金属电池、锂硫电池等高能量密度电池系统。得益于各组分间的物理-化学协同效果,该隔阂在160°C高温环境下仍能坚持完结形状,在电池循环过程中能够在必定程度上促进锂的均匀堆积以按捺锂枝晶不可控成长。由该隔阂拼装的三元锂金属电池在宽温度区间(-10-100 °C),快速充放电(30 C电流密度)等工况下的电池功用均优于惯例聚合物隔阂系统。该效果以《热安稳及抗枝晶的隔阂助力完成高安全性锂金属电池》(Thermally Stable and Dendrite-Resistant Separators toward Highly Robust Lithium Metal Batteries)为题宣布在动力范畴闻名期刊《先进动力资料》(Advanced Energy Materials),并被评为当期封面论文。

  (2)凭仗高能量密度和高热安稳性等优势,由固态电解质及锂金属负极组成的固态锂金属电池展示出了巨大使用潜力,被以为能从根本上处理商用锂电池中隔阂及电解液的易燃问题。但是相关研讨标明,锂枝晶的无序成长会引发固态电解质内部裂纹拓宽、缺点孔隙扩大,然后形成固态电池失效短路。为处理该问题,研讨团队提出了一种“整合等离子体(Integration Plasma)”界面工程战略,在固态电解质外表构筑了由金属元素、电负性元素、碳元素组成的化学调理层。该人工界面层可通过与锂金属负极之间的原位反响,同步生成锂-金属合金(快离子导体)、氟化锂(电子络绎按捺剂)、非晶态碳(体积改变缓冲剂)等化学物质,有利于完成固态电解质外表均匀的电场散布和锂堆积,然后有用阻挠了锂枝晶在固态电解质内部的成长,大大延长了固态电池的循环寿数。该效果以《根据整合等离子体战略的界面化学调控完成固态锂金属电池均质化锂堆积》(Integration Plasma Strategy Controlled Interfacial Chemistry Regulation Enabling Planar Lithium Growth in Solid-State Lithium Metal Batteries)为题宣布在资料范畴闻名期刊《先进功用资料》(Advanced Functional Materials)。

  上述研讨效果均以西安交通大学能动学院环境工程系为榜首通讯单位,榜首作者为孙世翼博士,参加合作者包含了英国帝国理工大学赵云龙教授,英国萨里大学蔡琼教授、杨凯博士等。上述研讨受到了国家自然科学基金、我国博士后基金、陕西省要点研制方案、中英国际交流项目和西安交通大学剖析测试中心的支撑。

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