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更快速充电和更安全的锂金属电池

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根据宾夕法尼亚州立大学最近发表在自然能源杂志上的研究,可能会有更持久,更快速充电和更安全的锂金属电池。

研究人员开发出一种三维交联聚合物海绵,可附着在电池阳极的金属镀层上。

该项目旨在开发下一代金属电池,机械工程教授兼该项目首席研究员王东海说。锂金属已经在电池中试用了几十年,但有一些基本问题阻碍了它们的发展。

在额外的应变下,如电动汽车所需的快速充电方法,锂离子(Li)电池容易受到树枝状生长的影响

  • 针状结构可能会缩短循环寿命并可能导致安全问题 – 包括火灾或爆炸。

我们的方法是在Li金属的界面上使用聚合物,Wang解释道。该材料充当多孔海绵,不仅促进离子转移,而且还抑制变质。

这使得金属镀层即使在低温和快速充电条件下也不会产生枝晶,他说。

Wang是宾夕法尼亚州能源与环境研究院的附属教员,也属于能源储存领域的领先研究机构电池能源与储存技术中心。

作为IEE和BEST
Center使命的重要组成部分,该项目汇集了大学内不同学科的研究人员。

这一群体的合作确实有助于推动这篇论文的发展,王解释道。这使我们能够从材料科学,化学工程,化学和机械工程的角度来研究这个问题的不同方面。

在这项协同工作中,陈龙清在材料科学与工程系的小组进行了建模工作,以了解Li金属阳极的改进。

研究人员表示,这项工作的实际应用可以使更强大,更稳定的金属电池技术成为日常生活中不可或缺的一部分。

在电动汽车中,它可以在需要充电数百英里之前增加驱动器的范围,Wang说。它还可以为智能手机提供更长的电池续航时间。

展望未来,该团队将探索大型电池的实际应用,以展示其优势和可行性。

王说: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。

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