新的电极设计可能会带来更强大的电池

2020年2月5日

朱丽教授亚搏娱乐网页版登陆实验室的最新研究表明，基于长期以来追求的使用纯锂金属作为电池的两个电极之一（即阳极）的目标，这种电池每磅的能量更高，寿命更长。

该设计是开发安全全固态电池概念的一部分。通常，液体或聚合物凝胶用作电池两个电极之间的电解质材料。全固态电解液比液态电解液更安全，液态电解液具有高挥发性，是锂电池爆炸的源头。虽然在固态电池方面已经做了大量的工作，但这些工作面临着许多问题，包括保持固体之间的接触以及固体电解质和锂金属之间的化学稳定性。

研究人员亚搏娱乐网页版登陆开发了一种三维纳米结构，其形状为蜂窝状的六边形MIEC管阵列，部分注入固体锂金属，形成电池的一个电极，但每个管内留有额外空间。当锂在充电过程中膨胀时，它会流入管子内部的空白处，尽管它保持了固态晶体结构，但仍像液体一样移动。这种流动，完全局限在蜂窝状结构内，释放了充电引起的膨胀压力，但不改变电极的外部尺寸或电极与电解质之间的边界。另一种材料，即ELI，在MIEC壁和固体电解质层之间起着关键的机械粘合剂的作用。李说，因为这些蜂窝状结构的壁是由化学稳定的MIEC制成的，锂永远不会与材料失去电接触。因此，整个固体电池在使用过程中可以保持机械和化学稳定性。该小组已经通过实验证明了这一概念，将一个试验装置进行了100次充放电循环，而没有产生任何固体破裂。