電池樹枝晶

電池樹枝晶:鋰電池有一個鋰制的負電極,在充電的過程中,鋰電極表面會慢慢生成樹枝形的晶體,使充電路短路,導致電池失效。

鋰電池有一個鋰制的負極。在充電過程中,鋰電極表面會慢慢生成樹枝形的晶體,使充電電路短路,導致電池失效。

2015年2月,一支包括能源部,太平洋北國家實驗室的專家在內的隊伍,第一次提出在鋰陰極上生長一層保護膜,以防止樹枝晶在鋰負極上形成。

要在國內經濟輸送電,就要找出好的儲電方法。從這種研究中,能源部能量儲存中心研究發現,可幫助科學家設計一種安全和穩定的鋰陰極;實際用到電車輛和再生能源的高能量密度電池系統。就是在鋰電池內加入一種稱為六氟磷酸銫的電解液。

太平洋北國家實驗室,哈爾濱技術研究所,武漢大學,天津電源研究所和美國軍隊研究實驗室對在電池內加入六氟磷酸銫(Cesium hexafluorophosphate )電解質後,對電池的性能和對電池負電極或陰極保護情況進行評估:

研究人員使用帶能量色散X 光分析的高-分辨掃描電子顯微鏡去研究微結構和元素成份,用高-分辨X 射線光電子譜儀作詳細的化學性能了解。

結果是:添加六氟磷酸銫電解質促進無樹枝晶,由鋰納米棒在鋰陰極上構成堅固的薄膜,也就是形成了富鋰的電介質保護介面層。這種複雜層當電池的電解液分解時,很快就會形成。在充電過程中,鋰膜一直保持無樹枝晶出現,經過使用和反覆充電,也是如此。簡要地說;六氟磷酸銫電解質能促進保護陰極的有序和光滑鋰金屬膜,改進電池的性能。

研究人員還在繼續了解影晌形成的因素和評估形成鋰薄膜以及電池其它成份對鋰金屬和其它金屬陰極對電池長期穩定的作用。

參考文獻:

"Scientists discover how to prevent dendrite formation in batteries" Phys.org/news/2015-02-scientiss-dendrite-formation-batteries.html

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