研究人员研发半液态金属阳极将锂电池容量提升10倍-电子工程世界

据外媒报道，卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）梅隆理工学院的研究人员研发出一种半液态锂金属阳极，可为电池设计提供一种新范式。

研究人员研发半液态金属阳极将锂电池容量提升10倍

（图片来源：卡内基梅隆大学官网）

据外媒报道，卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）梅隆理工学院的研究人员研发出一种半液态锂金属阳极，可为电池设计提供一种新范式。利用此种新型电极制成的锂电池将具有更高的容量，而且与采用铝箔制成阳极的传统锂金属电池相比，更加安全。

锂电池具有存储大量能量的能力，因而是现代电子产品中最常见的可充电电池类型之一。一般来说，此类电池由可燃的液体电解质和两个电极（阳极和阴极）组成，其中，阳极和阴极被薄膜隔开。在电池反复充放电之后，电极表面会生长锂枝晶，此类枝晶会刺破分隔两个电极的薄膜，从而让阴极与阳极接触，结果可能会导致电池短路，最糟的是，可能会起火。

卡内基梅隆大学化学系自然科学教授Krzysztof Matyjaszewski表示：“从理论上看，在锂电池中采用锂金属阳极，比采用石墨阳极的电池容量大得多，但是，最重要的是要确保电池是安全的。”

目前，电池中使用的是具挥发性的液体电解质，解决方案之一是使用固体陶瓷电解质替代，此类电解质导电性高、不可燃以及具有足够强大的抗枝晶性。但是，研究人员发现，陶瓷电解质和固体锂阳极之间的接触不足以存储和供应大多数电子产品所需的电量。卡内基梅隆大学化学系博士生Sipei Li和卡内基梅隆大学材料科学和工程系博士生Han Wang制造出一种新型材料，半流体金属阳极，克服了该缺点。

Li和Wang与Matyjaszewski和Jay Whitacre合作，创造出一种双导电聚合物/碳基复合材料，锂微粒在其上面可均匀分布。该碳基复合材料能够在室温下保持流动，从而可与固体电解质进行足够的接触。与使用固体电解质和传统锂箔阳极制成的电池相比，通过将半液态金属阳极与石榴石固体陶瓷电解质结合，能够使此类电池的能量密度高出10倍，从而使此类电池比传统电池的生命循环周期也更长。

研究人员相信他们的方法能够带来深远的影响，例如，可以用来为电动汽车生产高容量电池，以及为需要使用柔性电池的可穿戴设备制造专用电池。而且，研究人员还认为，他们的方法可以用于其他可充电电池系统，如纳金属电池和钾金属电池，以及可用于电网储能系统。

关键字：锂电池半液态金属阳极引用地址：研究人员研发半液态金属阳极将锂电池容量提升10倍

上一篇：如何兼顾动力电池系统能量密度与安全性？
下一篇：韩国研究人员研发新材料制成用于电动汽车的全固态电池

推荐阅读最新更新时间：2024-10-27 05:24

研究人员研发半液态金属阳极将锂电池容量提升10倍

据外媒报道，卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）梅隆理工学院的研究人员研发出一种半液态锂金属阳极，可为电池设计提供一种新范式。（图片来源：卡内基梅隆大学官网）据外媒报道，卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）梅隆理工学院的研究人员研发出一种半液态锂金属阳极，可为电池设计提供一种新范式。利用此种新型电极制成的锂电池将具有更高的容量，而且与采用铝箔制成阳极的传统锂金属电池相比，更加安全。锂电池具有存储大量能量的能力，因而是现代电子产品中最常见的可充电电池类型之一。一般来说，此类电池由可燃的液体电解质和两个电极（阳极和阴极）组成，其中，阳极和阴极

[汽车电子]

研究人员研发<font color='red'>半</font><font color='red'>液态</font><font color='red'>金属</font><font color='red'>阳极</font> 将<font color='red'>锂电池</font>容量提升10倍

液态金属薄膜导体实现3D表面的高度可拉伸电极

可拉伸和柔性电子已经在可穿戴设备、生物医疗器械、柔性光学器件以及软机器人等许多新兴领域吸引了广泛关注。在这些应用中，可拉伸导电材料是一个重要且基本的组成要素，是当前的研究热点。关于可拉伸导体的研究已有广泛报道，例如：导电弹性体、金属纳米线以及图案化的金属薄膜导体等。尽管这些可拉伸导电方案在许多应用中非常有前景，但在某些情况下，这些方法可能存在影响其应用的局限性。例如，低体积电导率、高机电耦合或弹性差等一种或多种特性的组合，可能会使导电弹性体和金属纳米线导体的功能性受到限制。同样，确定性架构通常需要先进的制造技术来图案化薄膜导体的波浪/蛇形迹线。同时，由于非直线图案，它们的拉伸性有限且面密度较低。为了解决上述问题，已有报

[嵌入式]

<font color='red'>液态</font><font color='red'>金属</font>薄膜导体实现3D表面的高度可拉伸电极

1 月 23 日消息，清华大学研究人员开发出了一种液态金属存储器，命名为 FlexRAM，研究已发表于《Advanced Materials（先进材料）》杂志。 ▲ 图源清华大学，引用自 IEEE.org，下同 FlexRAM 是首款完全灵活的电阻式 RAM 设备，其主要成分包括悬浮并注入 Ecoflex（一种可拉伸生物聚合物）的液态金属镓液滴（用于 1/0 二进制存储值的电荷）。研究人员使用镓基液态金属来实现 FlexRAM 的数据写入和读取过程。在仿生学的一个例子中，镓基液态金属（GLM）液滴在模拟神经元超极化和去极化的溶液环境中经历氧化和还原机制。清华大学 FlexRAM 研究人员之一刘静教授表示：“这一突破从根本上

[半导体设计/制造]

哈尔滨工业大学研发液态金属磁性微型软体机器人

哈尔滨大学（深圳）材料科学与工程学院教授马星、副教授金东东团队构建出液态金属磁性微型软体，有望进入在人体中常规医疗手段难以触及的狭窄区域中执行诊疗任务。据了解，相比刚性机器人，液态金属磁性微型软体机器人具有高度变形能力和灵活性，可根据外界磁场变化改变自身形状和运动状态。同时，液态金属磁性微型软体机器人在进入人体内部遇到碰撞时，可更好地吸收能量，具有更高安全性。马星教授介绍，在液态金属磁性微型软体机器人构建中，研究团队通过反应润湿机制，将惰性且生物相容的四氧化三铁磁性纳米粒子复合到共晶镓铟合金中，使得制备出的磁性液态金属复合材料可在酸性环境下稳定悬浮于液体环境中。此外，在内窥镜和

[机器人]

跟随梦之墨走进哈工大液态金属电路打印创新实践室

“老爸，看我的循迹小车！”小王兴奋的和老王说。 “有意思，这是哪门课？” “是我们电子工艺实训课。” 同样是哈尔滨工业大学毕业，60后的老王感叹道“终于不是做收音机了。” “嗯，而且我们电路板是用液态金属增材制造技术制作的。” “听起来，你们现在的课程比我们那时候有意思多了。” 百闻不如一见、一见不如实践。在高等教育中，我国很早以前就设立了电子工艺实训课程，提高学生的专业技能水平。然而实训课程却几十年如一，例如收音机的制作等，而且与学生具体专业不相符的现象常有发生。随着时代的发展进步，越来越多的家长注重从小培养孩子的创造力和动手能力，这就使得传统的电子工艺实训课程已经不能满足学生对新事物学习的浓厚兴趣

[半导体设计/制造]

跟随梦之墨走进哈工大<font color='red'>液态</font><font color='red'>金属</font>电路打印创新实践室

DOE揭秘电池阳极中锂金属的秘密以延长电池寿命

纯锂金属或可成为目前电动汽车电池中使用的石墨负极的替代品。相对于现有技术，纯锂金属可以极大地减轻电池重量并显著延长电动汽车的续航里程。但在用于汽车之前，科学家们需要首先明白如何延长锂金属电池的寿命。据外媒报道，由美国能源部（DOE）布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）和石溪大学（Stony Brook University）的化学家Peter Khalifah领导的一项新研究，跟踪了电池阳极在循环过程中锂金属的沉积和去除，以寻找相关故障发生方式的秘密。 Khalifah表示：“一个好电池的锂电镀（沉积）和剥离（去除）的速率在电极表面的所有位置都是相同的。而研究结果表明，

[汽车电子]

DOE揭秘电池<font color='red'>阳极</font>中锂<font color='red'>金属</font>的秘密以延长电池寿命

国产手机价格超iPhone；中国科学家研发出液态金属外骨骼

集微网3月23日消息，据媒体报道，随着全球芯片短缺加剧，已经严重影响了PC、手机等多个行业，许多厂商不得不采取减产、涨价措施以应对危机，手机价格也随之水涨船高。并且，随着科技实力的提升，国产手机的售价甚至开始超过iPhone，此前华为、魅族等厂商已发布的新机起售价均有小幅度上涨。一分价钱一分货，有的国产安卓机在某些配置上并不比苹果差，不过在用户体验上，国产手机们还得加油才行。打石膏是外科医生常给骨折病人实施的一项治疗措施，但传统石膏由于硬度高，容易导致患者不舒服。为解决这一难题，中国科学家利用液态金属制作出“外骨骼”，让病人从沉重的石膏中解脱出来，这是中国液态金属科技在生物医学材料方面取得的原创性突破。从国产人工心脏到国产液

[手机便携]

机器人不坏金身的“终结者”——液态金属控制技术

《终结者》中的液态机器人T-1000至今让人印象深刻，其随意的变形与还原，“练就”了机器人不坏金身，那么它是如何做到的？这就是今天要给大家介绍的液态金属控制技术。所谓液态金属控制技术，其核心就是通过控制驱动电磁场外部环境，对液态金属材料进行外观特征、运动状态的准确控制。《不同构象之间的液态金属多变形性》论文，揭示出室温液态金属具有可在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力。比如，浸没于水中的液态金属对象可在低电压作用下呈现出大尺度变形、自旋、定向运动，乃至发生液球之间的自动融合、断裂-再合并等行为，且不受液态金属对象大小的限制；较为独特的是，一块很大的金属液膜可在数秒内即收缩为单颗金属液球，变形过程十分快速，而表面积改变幅度

[机器人]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

研究人员研发半液态金属阳极 将锂电池容量提升10倍

研究人员研发半液态金属阳极将锂电池容量提升10倍