的岛屿不活跃的锂蠕变像蠕虫重新连接电极,恢复电池的容量和寿命。
图片来源:格雷格·斯图尔特/ SLAC国家加速器实验室
研究员能源部SLAC国家加速器实验室、斯坦福大学可能已经找到一种方法来重振可充电锂电池,可能促进电动汽车和电池寿命的范围在下一代电子设备。
作为锂电池循环,他们积累的小岛屿隔绝的不活跃的锂电极,减少电池的储存电荷的能力。但是研究小组发现他们可以让这个“死亡”锂蠕变像虫子向其中一个电极,直到它重新连接时,部分逆转了不必要的过程。
添加这个额外的步骤减缓退化的测试电池和它的生命周期增加了近30%。
我们正在研究的潜在恢复失去的能力在锂离子电池使用的是一条极其快速放电步骤中,“斯坦福大学博士后方Liu表示,在今天发表的一项研究的主要作者自然。
失去联系
大量的研究正在寻找方法让充电电池更轻的重量,更长的寿命,改善安全,和更快的充电速度比目前使用的锂离子技术在手机、笔记本电脑和电动车。一个特定的焦点是开发锂金属电池,每体积或重量可以存储更多的能量。例如,在电动汽车,这些新一代的电池可能会增加里程单位电荷并可能占用较少的后备箱空间。
两种电池类型使用的带正电的锂离子电极之间来回穿梭。随着时间的推移,一些金属锂的电化学活性,形成孤岛不再与电极的锂。这将导致损失的能力,是一个特殊的问题锂金属技术和快速充电的锂离子电池。
然而,在新的研究中,研究人员证明了他们可以动员和恢复孤立的锂电池寿命延长。
”我总是认为孤立锂是坏的,因为它会导致电池衰减甚至着火,“Yi Cui说,斯坦福大学教授和斯坦福线性和斯坦福大学的研究人员原材料和能源研究所(西梅斯)领导了这项研究。亚博网站下载”但是我们已经发现了如何电连接这个“死”锂负极重新激活它。”
爬,没死
研究出生当崔的想法猜测,电池的阴极和阳极电压会使锂电极之间的身体移动的孤岛——这个过程他的团队已经与他们的实验证实。
科学家们制造一个光学lithium-nickel-manganese -细胞锂钴氧化物(NMC)阴极,阳极和一个孤立的锂岛之间。这个测试设备允许他们实时跟踪在使用时电池内部发生了什么。
他们发现孤立的锂岛不是“死”,而是对电池操作。充电电池时,岛上慢慢向阴极移动;卸货的时候,爬在相反的方向。
“就像一个非常缓慢的蠕虫,英寸头向前拉它的尾巴在将纳米纳米,”崔说。”在这种情况下,它被溶解掉一端传输和沉淀物质到另一端。如果我们能保持锂蠕虫移动,它最终会接触到阳极和重建的电气连接。”
提高一生
结果,科学家与其他测试电池和通过计算机模拟验证,也展示如何恢复在一个真正的孤立的锂电池通过修改充电协议。
“我们发现,我们可以将分离锂阳极放电期间,这些动作更快更高的电流,下”刘说。“所以我们添加了一个快速、大电流放电步骤后电池费用,把孤立的锂足够远的重新连接它的阳极。这激活锂电池可以参与的生活。”
她补充说,“我们的研究结果也有广泛影响的设计和开发更健壮的锂金属电池。”
这项工作是由美国能源部的能源效率和可再生能源,车辆技术在电池材料研究办公室(基础代谢率),电池500财团和极端的锂离子电池的快速充电电池评估(XCEL)项目。亚博网站下载
来源:https://www6.slac.stanford.edu/