快科技 7 月 18 日,华中科技大学材料学院黄云辉、袁利霞团队在国际顶级期刊《Nature》发表重磅研究成果。
他们提出液 - 液界面张力稳定锂金属电池的新策略,为破解锂电池高能量密度下的高稳定和高安全(" 三高 ")难题提供了新思路。
作为下一代潜力电池体系,锂金属电池因金属锂负极活性极高被称为 " 圣杯 ",但正负极界面不稳定易引发副反应,缩短寿命且存安全隐患。
传统电解液优化虽能提升负极稳定性,却难以改善高电压正极界面,因充电时阴离子随锂离子向负极迁移,导致正极缺乏成膜组分。
团队发明了一类新型的非均相微乳电解液,成功将溶解性较差的功能性溶剂组分引入至电解液体系。利用液 - 液界面张力驱动功能组分同步富集于正负极界面,减弱高活性溶剂与电极接触,显著抑制了界面副反应。
实验数据显示,采用该策略的安时级 Li||NCM811 软包电池性能卓越:能量密度达 547/531Wh/kg,循环 155 次和 189 次后容量保持率分别为 79% 和 81%,处于行业领先。
更关键的是,电池循环中抑制产气,针刺测试无压降不起火,突破高比能电池安全瓶颈。
该研究由华中科大牵头,浙大等多单位合作完成,从提出到完成历时 5 年,将为新能源汽车、无人机等领域的电池技术升级奠定基础。
(a)Li||NCM811 软包电池在微乳电解液中的循环性能;(b)电池的电压 - 容量曲线;(c)本文与报道的电池性能对比;(d)电池在循环前后的厚度变化。
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