法拉第研究所闡明固態(tài)電池失效原因

時間:2021-04-29 10:55來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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(圖片來源:azom)
 
       據(jù)外媒報道,法拉第研究所(Faraday Institution)的科學家,在了解固態(tài)電池失效原因方面取得重要進展。
 
       研究人員為這一科學難題的關鍵部分提供了答案。
 
       新型“超越鋰離子”電池化學設計,應逐步提升電動汽車電池的續(xù)航里程和安全性,同時提供成本效益。固態(tài)電池屬于這方面的潛在技術(shù),然而,受若干關鍵技術(shù)挑戰(zhàn)的影響,這種電池會在充放電時出現(xiàn)失效現(xiàn)象,從而阻礙其大規(guī)模應用。
 
       此外,固態(tài)電池在反復充放電后會發(fā)生短路。電池失效的常見原因是鋰枝晶生長,找到相關的解決方案,或?qū)㈤_啟固態(tài)電池動力電動汽車新時代。
 
       牛津大學(University of Oxford)材料、化學和工程科學系的科學家們與鉆石光源(Diamond Light Source)和瑞士謝爾研究所(Paul Scherrer Institute)合作,提出強有力的證據(jù),以支持兩種相互競爭的理論之一,即鋰金屬枝晶通過陶瓷電解質(zhì)生長,在高電荷率下導致電池短路。
 
       該團隊使用X射線計算機斷層掃描(與醫(yī)用CAT掃描儀非常相似的成像方法),并結(jié)合空間映射X射線衍射,來設想和表征運行固態(tài)電池內(nèi)部形成枝晶和裂縫的過程。
 
       最初,在靠近鍍鋰負極的電解質(zhì)中,形成錐形凹坑狀裂紋。裂紋沿孔隙率大于陶瓷平均值的路徑擴展。
 
       然后,金屬鋰沿裂縫沉積,進而從后部加寬裂縫,使裂縫繼續(xù)擴大。裂紋前沿在鋰沉積之前已經(jīng)擴大,因此裂紋尖端不存在鋰。只有沿裂縫全部形成鍍鋰時,電芯才會最終短路。
 
(責任編輯:子蕊)
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