《電子技術(shù)應(yīng)用》
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日本東麗公司開發(fā)鋰金屬電池?zé)o孔隔膜 可抑制鋰枝晶生長

2020-11-29
來源:蓋世汽車
關(guān)鍵詞: 鋰金屬電池 隔膜 鋰枝晶

  據(jù)外媒報(bào)道,,日本東麗工業(yè)公司(Toray Industries)開發(fā)了一種鋰金屬電池使用的無孔隔膜,,可以顯著提高電池安全性,,并有望應(yīng)用于可穿戴電子設(shè)備,、無人機(jī)和電動(dòng)汽車,。

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 ?。▓D片來源:日本東麗)

  隨著鋰離子電池市場不斷擴(kuò)大,,對電池容量和能量密度的需求也在不斷提高。在這種情況下,,鋰金屬負(fù)極因其理論容量高,、氧化還原電位低而備受關(guān)注,但這種負(fù)極尚未得到實(shí)際應(yīng)用,。因?yàn)樵诔潆娺^程中,,金屬表面會形成鋰枝晶,枝晶生長到一定程度后可能刺穿隔膜,,導(dǎo)致熱失控及短路,,降低電池安全性。

  鋰枝晶沿著電池隔膜用微孔膜上的孔形成,,因此去除隔膜孔隙可以阻止其生長,,然而,這會大大降低鋰離子滲透性,,并影響充放電速率,。對于能量密度較高的鋰金屬電池來說,其隔膜設(shè)計(jì)既要能抑制鋰枝晶生長,,又要保持離子導(dǎo)電性,,同時(shí)具有較高的耐熱性和熱穩(wěn)定性。

  東麗利用一種高耐熱芳綸聚合物分子設(shè)計(jì)技術(shù)來解決這一挑戰(zhàn),,以控制分子鏈之間的間隙及其對鋰離子的親和力,,由此產(chǎn)生的高離子傳導(dǎo)性聚合物具有優(yōu)異的耐熱性,。該公司將這種聚合物用作微孔隔膜上的無孔隔膜(包含無孔層),不僅能夠保持離子傳導(dǎo)性,,而且能夠抑制鋰金屬負(fù)極電池中的枝晶生長,。

  該公司表明,在電池中應(yīng)用這種隔膜,,可以抑制由鋰枝晶引起的短路,,使電池在經(jīng)過100次充放電循環(huán)后,仍能保持80%以上的容量,。這將有助于加快鋰金屬負(fù)極電池技術(shù)的研發(fā)速度,。


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