下一代金属电池”的使用寿命将是以往的两倍吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-25 01:54
点击量：次
最近，宾夕法尼亚州立大学(Penn State)在《Nature Energy》杂志上发表的研究结果称，更持久、充电速度更快以及更安全的锂金属电池是有可能实现的。
，充电速度更快。并且比标准锂电池更安全，后者存在电池循环寿命逐渐缩短，并可能引起火灾或爆炸等威胁安全的问题。研究人员使用三维交联聚合物海绵制造了下一代金属电池。这种材料是一种多孔海绵，不仅能促进离子的迁移，而且还能抑制材料的劣化。
未来，科学家将探索其在大型电池芯中的实际应用，以验证该技术的优势和可行性。
此次开发的技术是在电解液中添加有机硫化合物，并与以往的锰类正极、碳负极的电极相组合。NEC利用这一技术试制了容量为3.7Ah的层压电池（65Wh/kg）。并基于普通家庭的能耗方式预测了寿命。可充电容量降至初期70％的年数，电解液使用以往市售产品的电池约为5年，而此次有望达到约13年。可充电容量降至初期50％的年数可达33年，而以往约为15年。
采用新技术的电池不仅可设置于家庭及大厦中，而且还可用于要求更高耐久性的大规模蓄电系统。NEC迄今一直锰类将正极的锂离子充电电池用于便携终端及电动助力自行车等产品。但用于固定式蓄电池时，因要反复充放电，存在电解液的溶剂会分解，在负极上形成皮膜，正极中的锰也会渐渐溶解进电解液，从而导致电池电阻升高，容量下降的课题。
新技术通过使用有机硫化合物，每次充放电时会在电极上形成坚固保护膜，可抑制溶剂的分解。在对开发的电解液进行基础评测时发现，电阻升幅为以往的1/2以下，使用寿命为以往的1.5倍～3倍。并且，在试制电池的耐久性评测实验中证实，2万3500次（连续4年以上）充放电后仍可保持初期容量的83％（25℃）。
宾夕法尼亚州立大学机械工程系教授王教授还表示：“它还可以为智能手机提供更长的电池续航时间。” 、“我们希望推动这些技术的发展。通过这项工作，我很肯定我们可以将这些锂金属电池的使用寿命延长一倍。
从科学层面而言，锂电池爆炸的原因通常是电极表面锂沉积不均匀导致“枝晶”（dendrites）生长，使得电池的充放电效率降低，甚至电池内部出现短路，从而引发电池故障或安全隐患。科学家们都在试图找到解决方案。日前，中国学者提出采用一种微球（microspheres）结构捕获锂，来限制锂沉积和抑制枝晶生长（dendrite growth）。
