Lithiumbatterie "umdrehen" - das größte Problem bei der Anwendung von Lithiumanoden

Metallisches Lithium kann ein perfekter Ersatz für Graphit sein und wird als negatives Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verwendet, so dass letztere das Problem des "Laufkilometerunterschieds" lösen können. Kürzlich wurde die neueste Errungenschaft der Forschungsgruppe von Associate Professor Jinkui Feng von der School of Materials Science and Engineering der Shandong University in der Top-Zeitschrift Nano Energy veröffentlicht. Die Einführung dieser Technologie hat dazu geführt, dass Lithiumbatterien, die als "nicht für die Stromversorgung von Elektrofahrzeugen geeignet" gelten, die Hoffnung auf einen Umsatz eingeläutet haben.

Reine Elektrofahrzeuge stehen im Fokus der Automobilindustrie. Eine der Kernkomponenten von Lithiumbatterien wird wiederholt an die Spitze der öffentlichen Meinung gedrängt. Dies ist der größte Beschwerdepunkt für die Leistung von Lithiumbatterien und die Batterielebensdauer. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Lithiumbatterien in den letzten Jahren keinen nennenswerten Durchbruch erzielt haben. Es versteht sich, dass die handelsübliche Batterie-Negativelektrode hauptsächlich ein Graphitanodenmaterial mit geringerer Kapazität ist, was die Energiedichte und den Reisebereich der Batterie begrenzt. Im Gegensatz dazu ist metallisches Lithium ein ideales Lithiumbatterieanodenmaterial, das seine Energiedichte und Reichweite verringern kann.

Jinkui Feng glaubt, dass die Verwendung von Lithiummetall als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien hauptsächlich zwei Probleme lösen muss: Sicherheit und Lebensdauer. Das Hauptproblem, das die Metalllithiumanode plagt, ist Lithiumdendrit. Während des Zyklus wachsen aufgrund der lokalen Polarisation Lithiumdendriten auf der Oberfläche des Metalllithiums. Wenn der Lithiumdendrit bis zu einem gewissen Grad wächst, kann er das Zwerchfell durchdringen. Sicherheitsprobleme Wenn Lithiumdendriten brechen, bildet sich außerdem "totes Lithium", was zu einem Verlust der Batteriekapazität führt. Daher sind Lithiumdendriten das größte Hindernis für die Anwendung von Lithiummetallanoden.

Associate Professor Jinkui Feng verwendete Vakuumdestillation, um niedrig siedendes metallisches Zink aus kommerziellem Messing zu entfernen, um poröses 3D-Kupfer zu synthetisieren und es als Stromkollektor für Lithiummetallanoden zu verwenden. Die Vakuumdestillation ist ein Verfahren zum Erhalten eines reinen hochsiedenden Produkts durch Verdampfen einer oder mehrerer Komponenten des Vorläufers. Die Methode ist umweltfreundlich, kostengünstig und leicht zu industrialisieren. Der Porendurchmesser und die Porosität des hergestellten porösen Kupfers können durch Destillationszeit und -temperatur reguliert werden, und das erzeugte Nebenprodukt Zink kann recycelt werden. Wenn das poröse Kupfer als Metalllithiumanodenstromkollektor verwendet wird, kann das Wachstum von Lithiumdendriten unterdrückt werden, wodurch die Sicherheit der Batterie verbessert wird. Es kann auch die Volumenexpansion im Zirkulationsprozess verringern, um eine stabile SEI-Film- und Elektrodenstruktur zu bilden und eine gute Zirkulationsleistung und Multiplikatorleistung zu erhalten.

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