【電池技術】哈佛學者破解鋰電池致命弱點 有助提高效能和延長壽命

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【電池技術】哈佛學者破解鋰電池致命弱點 有助提高效能和延長壽命

哈佛學者破解鋰電池致命弱點 有助提高效能和延長壽命
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鋰電池作為當代所有電子產品的能源核心,各大生產商一直致力改進電池的研發技術。然而,鋰電池仍無法脫離自身的致命弱點:存在電池中的樹枝狀結晶會破壞電極而造成短路。

樹枝狀結晶普遍存在在電池的陽極,主要因為電池在放電與充電的過程當中,鋰離子可能會不均勻的分布在電極上,繼而在陽極上會開始形成一些像樹枝狀的的結構,當樹枝狀的結構愈來愈長便可能造成電池短路。

面對樹枝狀結晶的難題,科學家們開始紛紛投入研究鋰電池樹狀結晶的形成,以及如何製造更穩定、續航力更高、壽命更長的電動車電池。

一份最新的哈佛研究論文便提出了解決方法:由固態金屬材料取代鋰離子製成的鋰電池,能降低樹枝狀結晶生成的機率,並且提供更高的電池結構穩定性。

研究論文提出使用「三明治結構」,將電池的陽極改為固態鋰金屬,中間結構由石墨、兩層不同的電解質等物質組成。這種固態電池的層次結構讓超高電流通過同時不會產生樹枝狀結構,因為固體電解質能夠防止不穩定的電解質層中產生局部分解進而防止「鋰枝」生長。

研究結果顯示, 固態金屬鋰電池經過一萬次充電循環後,仍然可保持 82%的電容量 ,相比傳統的汽油車及電動車電池的效能和壽命均有著顯著的進步,鋰金屬電池有望成為下一代電動車電池的核心。

Source:naturepopularmechanics

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