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            DGIST開發動態電解質 以解決電池的枝晶生長問題

            2022-12-19 15:19:04來源:蓋世汽車 閱讀量:9239

            分享:
            導讀:近日,大邱慶北科學技術院(DGIST)研究人員負責的團隊制作了一種納米自旋棒(NSB),可以對外部磁場做出反應,使電池中的靜態電解質溶液轉變為動態狀態,并將其置入電解質溶液中,產生微對流。
              據外媒報道,由大邱慶北科學技術院(DGIST)研究人員負責的團隊開發了一種新概念系統,可以大幅提高下一代電池的穩定性和使用壽命。預計該系統可以將靜態的液體電解質變為動態,從而解決枝晶生長問題,將有助于加速下一代電池的商業化進程。
             
              目前,在電動汽車中,大多數商用電池都使用石墨負極。但是,石墨負極比較重,而且在電池內部占據了大量空間,限制了能量密度。這使電池無法長期運行,因此需要更輕、更小的負極材料。
             
              作為下一代負極材料,鋰金屬日益受到關注,因其可以解決這些問題。然而,在鋰電池充電過程中,鋰金屬負極表面容易生長枝晶,使其商業化進程受到影響。這往往嚴重依賴于電解質中的離子傳輸現象。換句話說,當離子的傳輸速度越快,更加均勻時,枝晶生長更容易控制。因此,為了抑制枝晶生長,需要提出一種更快、更均勻的離子傳輸方法。
             
              該團隊制作了一種納米自旋棒(NSB),可以對外部磁場做出反應,使電池中的靜態電解質溶液轉變為動態狀態,并將其置入電解質溶液中,產生微對流。事實上,通過施加外部旋轉磁場來遠程傳輸動力,可以旋轉分布在整個電解質中的NSB。與之前的方法相比,這項工作可以促進離子快速傳輸,同時將離子擴散降低約32%,從而實現均勻的離子傳輸。
             
              通過應用磁性納米顆粒(NSB)和外加磁場來實現動態離子傳輸,可以促進快速均勻地傳輸鋰離子,經過驗證在高充電速率下,也能有效控制枝晶的形成和生長。將NSB添加到其他電解質中也能起到同樣的效果。如果使用該團隊開發的電解質來制造鋰金屬電池,并在外部施加旋轉磁場,與現有系統相比可大幅提高電池壽命。
             
              DGIST能源科學與工程系Lee Hong-kyung教授表示:“這是一種新概念電解質系統,可以創造出以前從未嘗試過的動態電解質,并通過使用磁性納米顆粒改變電解質研究的范式。這種概念可以立即應用到使用液體電解質的各種電化學系統。”

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