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阿尔伯塔大学开发出新方法利用锡薄层来防止锂离子电池短路

盖世汽车钟群 2024-08-02 11:29:38

盖世汽车讯锂离子电池具有许多优点：充电速度快、能量密度高且可以反复充放电。然而，锂电池也有一个明显的缺点：容易短路。当锂电池内的两个电极相连时就会发生短路，从而导致电压突然下降或大电流快速放电，这两种情况都会导致电池故障。在极端情况下，短路会导致电池过热、起火甚至爆炸。

短路的主要原因是其中一个电极表面可能形成粗糙的树状晶体结构，称为枝晶。当枝晶在整个电池中生长并与另一个电极接触时就会发生短路。

图片来源：《ACS Applied Materials and Interfaces》

据外媒报道，阿尔伯塔大学（UAlberta）研究人员提出一种前景广阔的方法，可利用萨斯喀彻温大学（USask）的加拿大光源（CLS）来防止固态锂离子电池中枝晶的形成。研究发现，在电极和电解质之间添加一层富锡层，有助于在锂沉积在电池上时将其扩散，从而形成光滑的表面，抑制枝晶的形成。

相关研究结果已发表在期刊《ACS Applied Materials and Interfaces》上。该研究团队还发现，与普通电池相比，用富锡结构改良的电池能在更高的电流下运行，并能承受更多次的充放电循环。

阿尔伯塔大学理学院（Faculty of Science）助理教授Lingzi Sang表示，CLS在这项研究中发挥了关键作用。Sang表示：“HXMA光束线使我们能够从材料的结构层面看到运行的电池中锂表面发生了什么。作为一名化学家，我觉得最有趣的是，我们能够获得在界面上引入的精确锡结构，这种结构可以抑制枝晶生长，并解决短路问题。”

在今年早些时候发表的一篇相关论文中，该研究团队展示了在基于液态电解质的锂离子电池中添加锡保护层也能抑制枝晶的形成。

Sang表示：“这种新方法在工业应用方面具有相当大的潜力。我们下一步的目标是找到一种可持续且经济高效的方法，在电池生产中应用这种保护层。”