日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜可抑制锂枝晶生长-电子工程世界

据外媒报道，日本东丽工业公司（Toray Industries）开发了一种锂金属电池使用的无孔隔膜，可以显著提高电池安全性，并有望应用于可穿戴电子设备、无人机和电动汽车。

电池，日本东丽,电池无孔隔膜,锂金属负极，锂枝晶，高耐热芳纶聚合物分子

(图片来源：日本东丽)

随着锂离子电池市场不断扩大，对电池容量和能量密度的需求也在不断提高。在这种情况下，锂金属负极因其理论容量高、氧化还原电位低而备受关注，但这种负极尚未得到实际应用。因为在充电过程中，金属表面会形成锂枝晶，枝晶生长到一定程度后可能刺穿隔膜，导致热失控及短路，降低电池安全性。

锂枝晶沿着电池隔膜用微孔膜上的孔形成，因此去除隔膜孔隙可以阻止其生长，然而，这会大大降低锂离子渗透性，并影响充放电速率。对于能量密度较高的锂金属电池来说，其隔膜设计既要能抑制锂枝晶生长，又要保持离子导电性，同时具有较高的耐热性和热稳定性。

东丽利用一种高耐热芳纶聚合物分子设计技术来解决这一挑战，以控制分子链之间的间隙及其对锂离子的亲和力，由此产生的高离子传导性聚合物具有优异的耐热性。该公司将这种聚合物用作微孔隔膜上的无孔隔膜（包含无孔层），不仅能够保持离子传导性，而且能够抑制锂金属负极电池中的枝晶生长。

该公司表明，在电池中应用这种隔膜，可以抑制由锂枝晶引起的短路，使电池在经过100次充放电循环后，仍能保持80%以上的容量。这将有助于加快锂金属负极电池技术的研发速度。

关键字：锂金属电池隔膜锂枝晶引用地址：日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜可抑制锂枝晶生长

上一篇：特斯拉马斯克：开发1000公里续航的电动汽车不是没可能
下一篇：Kreisel和壳牌联手推出全新电池解决方案可将电池冷却能效提高28%

推荐阅读最新更新时间：2024-10-24 02:55

日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜可抑制锂枝晶生长

据外媒报道，日本东丽工业公司（Toray Industries）开发了一种锂金属电池使用的无孔隔膜，可以显著提高电池安全性，并有望应用于可穿戴电子设备、无人机和电动汽车。 (图片来源：日本东丽) 随着锂离子电池市场不断扩大，对电池容量和能量密度的需求也在不断提高。在这种情况下，锂金属负极因其理论容量高、氧化还原电位低而备受关注，但这种负极尚未得到实际应用。因为在充电过程中，金属表面会形成锂枝晶，枝晶生长到一定程度后可能刺穿隔膜，导致热失控及短路，降低电池安全性。锂枝晶沿着电池隔膜用微孔膜上的孔形成，因此去除隔膜孔隙可以阻止其生长，然而，这会大大降低锂离子渗透性，并影响充放电速率。对于能量密度较高的锂金属电池来说

[汽车电子]

日本东丽公司开发<font color='red'>锂</font><font color='red'>金属</font><font color='red'>电池</font>无孔<font color='red'>隔膜</font> 可抑制<font color='red'>锂</font><font color='red'>枝</font><font color='red'>晶</font>生长

美国发现碱金属添加剂可阻止锂枝晶可制成更安全的低成本锂电池

电动汽车（EV）对于实现可持续性节能未来至关重要，但是此类车辆的局限性之一是缺乏持久、高能量密度的电池，以减少长途旅行中的燃料需求。与此同时，在停电或电网出现故障时，家庭生活中也遇到了这一挑战，目前市场上没有小型高效的电池，能够在家庭没有电的情况下，为家庭供电一个多晚上。下一代锂离子电池将是一种轻量化、持久且低成本的储能设备，能够给该行业带来革新，但是目前仍面临着许多挑战阻碍其实现商业化。锂金属电池生长枝晶（图片来源：哥伦比亚大学）此类电池的主要问题是，尽管可充电锂金属阳极在让新款锂电池的表现更好方面扮演着一个关键角色，但是在充放电过程中，此类阳极极易生长枝晶，此种微结构会导致电池短路、起火，甚至爆炸。据外媒

[汽车电子]

美国发现碱<font color='red'>金属</font>添加剂可阻止<font color='red'>锂</font><font color='red'>枝</font><font color='red'>晶</font> 可制成更安全的低成本锂<font color='red'>电池</font>

双电场抑制锂枝晶生长让金属锂电池寿命提升5倍！

近年来为了满足动力电池日益增长的高能量密度的需求，金属锂电池的开发被提上了日程，例如美国的“Battery 500”计划就是通过对金属锂二次电池的开发满足500Wh/kg高能量密度的需求。其实我们回顾二次电池的历史不难发现金属锂电池的资历要明显早于锂离子电池，直到上个世纪九十年代在吉野彰等人的努力下，采用石墨负极的锂离子电池才开始大规模的商业应用，从那以后对金属锂二次电池的研究也开始逐渐降温。锂金属二次电池之所以没能大规模的推广应用，主要是因为金属锂负极在反复的充电过程中由于锂沉积的不均匀性，导致金属锂变的疏松多孔，表面积大幅增加，这一方面会造成金属锂负极的体积持续膨胀，另一方面还会造成SEI膜的持续生长，同时在极端情况下不

[汽车电子]

双电场抑制<font color='red'>锂</font><font color='red'>枝</font><font color='red'>晶</font>生长让<font color='red'>金属</font>锂<font color='red'>电池</font>寿命提升5倍！

美国两大学利用PDMS层减少锂金属电池锂晶枝的生成

据外媒报道，对高密度储能（high-density energy storage）技术而言，锂金属电池是最具前景的电池产品之一。如今，亚利桑那州立大学（Arizona State University，ASU）的研究人员与莱斯大学（Rice University）的同行们将3D聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）层或硅树脂（silicone）层用作锂金属阳极的基材，旨在缓解锂晶枝的生成。据亚利桑那州立大学物质传输与能源系教授Hanqing Jiang宣称，该方法或将延长电池使用寿命，旨在消除锂离子电池及锂空气电池的安全风险，还能被用于金属阳极电池。 Jiang表示，他及旗下的研究团队并未将

[汽车电子]

美国两大学利用PDMS层减少<font color='red'>锂</font><font color='red'>金属</font><font color='red'>电池</font><font color='red'>锂</font><font color='red'>晶</font><font color='red'>枝</font>的生成

中澳研究人员开发纳米隔膜材料可提高锂金属电池安全性

在可充电电池设计中，锂金属负极因理论比容量极高、负极电位最低、重量密度低成为理想选择。然而，在循环过程中，锂枝晶可能穿透聚合物隔膜，引起安全问题，从而限制电池应用。（图片来源：sciencedirect）

[汽车电子]

中澳研究人员开发纳米<font color='red'>隔膜</font>材料可提高<font color='red'>锂</font><font color='red'>金属</font><font color='red'>电池</font>安全性

研究人员研发出新型二维电池隔膜可使锂金属电池寿命翻倍

传统锂离子电池的能量密度正不断接近饱和点，因此无法满足未来电动汽车等应用的需求。与锂离子电池相比，单位重量的锂金属电池可提供两倍的能量。但锂金属电池应用存在一个较大问题，其锂金属阳极上会形成锂枝晶。这是一种很小的针状结构，形状与石洞穴中的石笋类似。这些枝状晶体会不断生长，直到刺穿隔膜，从而导致电池短路，最终损坏电池。（图片来源：耶拿弗里德里希席勒大学）多年来，全球的专家一直在寻找解决此问题的方法。据外媒报道，近日，耶拿弗里德里希席勒大学（Friedrich Schiller University in Jena）的科学家与波士顿大学（BU）和韦恩州立大学（WSU）的同事成功阻止了锂金属电池中枝晶的形成，将该电池的

[汽车电子]

研究人员研发出新型二维<font color='red'>电池</font><font color='red'>隔膜</font> 可使<font color='red'>锂</font><font color='red'>金属</font><font color='red'>电池</font>寿命翻倍

研究人员使用海胆状碳球作为3D锂宿主以抑制枝晶生长

据外媒报道，最近，在《ACS应用能源材料》（ACS Applied Energy Materials）杂志上发表的一篇文章中，韩国科学技术院（Korea Advanced Institute of Science and Technology）等机构的研究人员讨论了将具有锥形孔的海胆状分层碳球作为三维（3D）锂宿主来抑制枝晶。（图片来源：KAIST）背景可充电电池具有高能量密度，需求量很高。长期以来，金属锂一直被视为一种理想的负极材料，因其具有极高的能量密度，并且还原电位最低。尽管如此，实际应用时仍存在阻碍。目前，克服锂金属电池商业应用障碍的方法有三种：机械控制、界面控制和宿主材料设计。由于吸附能稳定、

[汽车电子]

研究人员使用海胆状碳球作为3D<font color='red'>锂</font>宿主以抑制<font color='red'>枝</font><font color='red'>晶</font>生长

锂枝晶研究新发现，助锂电更安全

锂离子电池经常在电极之间形成针状结构，导致电池短路，甚至引起火灾。近日，一个研究团队找到了一种培养和观察锂晶须和树枝状晶体的方法，以了解阻止或防止锂晶须和树枝状晶体出现。宾夕法尼亚州立大学机械工程教授张素琳（Sulin Zhang）表示：“由于这种晶须很小，很难探测到它的成核过程，也很难观察到它的形成过程。锂的极高反应活性也使得实验检测它的存在和测量它的性质非常困难。” 锂晶须和树枝状晶体是厚度仅几百纳米的针状结构，可以从锂电极通过液体或固体电解质向正极生长，使电池短路，甚至引发火灾。来自中国、佐治亚理工学院和宾夕法尼亚州立大学的合作团队利用二氧化碳大气在环境透射电子显微镜（ETEM）中成功地培育出了锂晶须。

[汽车电子]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜 可抑制锂枝晶生长

日本东丽公司开发锂金属电池无孔隔膜可抑制锂枝晶生长