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哥伦比亚大学用氮化硼纳米涂层确保电池宁静

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  • 公布日期:2019-11-27
据相干报道,提拔电池动力存储才能,增长电池寿命,同时确保电池宁静运转,办理上述应战变得越来越紧张,由于各人都越来越依赖挪动式设置装备摆设和电动汽车等必要此种动力的设置装备摆设。但,外地工夫4月22日,由质料迷信和工程系助理传授Yuan Yang向导的哥伦比亚大学工程团队宣布,曾经研收回一种新办法,可经过植入氮化硼(BN)纳米涂层,波动锂金属电池中的固态电解质,从而宁静地延伸电池寿命。

现在,传统锂离子电池普遍用于一样平常生存,此类电池能量密度低,从而招致寿命较短,并且由于电池外部含有高度易燃的液体电解质,大概还会短路乃至动怒。利用锂金属替换锂离子电池中的石墨阳极,是可以进步电池的能量密度;锂金属实际上充电容量比石墨高近10倍。但在镀锂的历程中,容易天生枝晶,假如枝晶穿透电池两头的隔阂,就会形成短路,从而引发电池宁静担心。

Yang表现:“凯发决议专注于固体、陶瓷电解质。与传统锂离子电池中的易燃电解质相比,固体陶瓷电解质在进步宁静性和能量密度方面表现出宏大潜力”。

大少数固体电解质都是陶瓷的,因此不易燃,消弭了宁静隐患。别的,固体陶瓷电解质具有较高的机器强度,实践上可以克制锂枝晶的生长,从而使锂金属可以成为电池阳极涂层。但,大少数固体电解质对锂离子不波动,容易被锂金属腐化,不克不及用于电池。

为了应对上述应战,该研讨团队与美国布鲁克海文国度实行室(Brookhaven National Lab)以及纽约都会大学(the City University of New York)互助,研讨职员堆积了5至10纳米的氮化硼(BN)纳米膜用作掩护层,阻遏金属锂和离子导体(固体电解质)之间的电打仗,并参加大批聚合物或液体电解质渗透电极/电解质界面。研讨职员选择氮化硼用作掩护层是由于其在化学上和机器上都对锂波动,电子绝缘程度高。研讨职员设计的氮化硼外部有洞,锂离子可从中穿过,从而成为一个良好的分散器。别的,使用化学气相堆积法制备氮化硼,容易天生大标准(分米级)、相似原子的薄标准(纳米级)的一连薄膜。

研讨职员现在正将其办法扩展使用到种种不波动固体电解质中,并进一步优化界面,盼望可以制造出高功能、循环寿命长的固态电池。
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