马里兰大学新型电池设计可抑制起火并提高储电量
马里兰大学新型电池设计可抑制起火并提高储电量马里兰大学的工程研究人员开发出一种方法，可以防止困扰下一代锂电池的损坏。马里兰大学的研究人员专注于锂电池的失效机制，开创了一种技术，该技术可能会带来更安全、更节能的电动汽车（EV）。这一进步可以降低电池起火的风险，而这正是现有电池技术的一个主要问题。本周三发表在《自然》（Nature）杂志上的一篇论文介绍了这种创新方法，它可以抑制锂枝晶的生长--枝晶是在所谓的全固态锂电池内部形成的破坏性枝状结构，阻碍了公司将这种前景广阔的技术广泛商业化。但是，由化学与生物分子工程系教授王春生领导的这项电池"中间层"新设计阻止了树枝状结构的形成，为生产用于电动汽车的可行全固态电池打开了大门。美国至少有75万辆注册电动汽车使用锂离子电池。锂离子电池因其高能量存储而广受欢迎，但其中含有易燃的液态电解质成分，过热时会燃烧。虽然没有政府机构按汽车类型跟踪汽车火灾，而且电动汽车电池火灾似乎相对罕见，但它们却带来了特殊风险；美国国家运输安全委员会报告称，急救人员很容易遭受安全风险，包括电击和接触损坏或燃烧的电池产生的有毒气体。Wang说，全固态电池可以使汽车比目前的电动汽车或内燃机汽车更安全，但要想绕过这些缺点却很难。当这些电池以电动汽车所需的高容量和充放电率运行时，锂枝晶会向阴极一侧生长，造成短路和容量衰减。研究人员说，他和博士后万红丽于2021年开始研究锂枝晶生长的形成理论；目前这仍是科学界争论的问题。他说："在我们弄清了这一部分之后，我们提出了重新设计夹层的想法，这将有效抑制锂枝晶的生长。"他们的解决方案之所以独特，是因为稳定了固体电解质与阳极（电路中的电子进入电池）和电解质与阴极（能量流出电池）之间的电池界面。新的电池结构增加了一个富含氟的中间层，可以稳定阴极一侧，并用镁和铋修饰阳极中间层，抑制锂枝晶。"固态电池是下一代电池，因为它们可以实现高能量和高安全性。在目前的电池中，如果实现了高能量，就会牺牲安全性。"在产品进入市场之前，研究人员还需要解决其他挑战。要实现全固态电池的商业化，专家们必须缩小固态电解质层的规模，使其厚度与锂离子电池的电解质相似，这将提高能量密度--即电池可存储的电量。研究小组表示，基础材料的高成本是另一个挑战。先进电池制造商SolidPower计划在2026年之前向市场推出新型电池，并开始对新技术进行试验，以评估其商业化潜力。研究人员说，继续研究的目的是进一步提高能量密度。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392971.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392971.htm
