发布时间:2024-03-22 16:10:10 栏目:精选百科
由浦项科技大学化学系教授Soojin Park、先进材料科学系博士生Sangyeop Lee、化学系Sungjin Cho博士和硕士生Hyunbeen Choi组成的研究小组( POSTECH)以及 POSCO N.EX.T Hub 的 Jin Hong Kim 博士和 Hongyeul Bae 博士最近成功提高了全固态电池的性能和耐用性。这一突破是通过采用一种称为底部电沉积的新颖方法实现的。他们的研究成果发表在国际期刊《Small》上。
二次电池用于电动汽车和储能系统等各种应用,通常依赖液体电解质。然而,液体电解质的易燃性会带来风险。这促使人们不断进行研究,探索在全固态电池中使用固体电解质和金属锂(Li),从而提供更安全的选择。
在全固态电池的运行中,锂被镀在阳极上,并利用电子的运动来发电。在充电和放电过程中,锂金属经历失去电子、转变为离子、重新获得电子并电沉积回其金属形式的循环。然而,不加选择的锂电沉积会迅速耗尽可用的锂,导致电池的性能和耐用性显着降低。
为了解决这个问题,研究团队与POSCO N.EX.T Hub合作,开发了一种由功能性粘合剂(PVA-g-PAA)组成的全固态电池负极保护层。该层表现出优异的锂传输特性,可防止随机电沉积并促进“底部电沉积”过程。这确保了锂从阳极表面的底部均匀沉积。
研究小组使用扫描电子显微镜(SEM)进行分析,证实了锂离子的稳定电沉积和脱离。这显着减少了不必要的锂消耗。该团队开发的全固态电池即使使用薄至 10 微米 (μm) 或更小的锂金属,也能在长时间内表现出稳定的电化学性能。
领导这项研究的 Soojin Park 教授表示:“我们通过新颖的电沉积策略设计了一种持久的全固态电池系统。” 他补充道:“通过进一步的研究,我们的目标是提供更有效的方法来延长电池寿命并提高能量密度。” 基于合作发现,浦项制铁计划推动锂金属阳极(下一代二次电池的核心材料)的商业化。
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