韩国国家科学技术研讨委员会和光州科学技术研讨所的一个团队开发了一种提高锂金属电池耐用性的解决方案,其间包括运用碳纤维纸作为负极资料。
在《先进能源资料》杂志上发表的一篇文章中,科学家们解释说,虽然锂金属电池已经被认为是有出路的可充电电池,由于它们的阳极显示出比商用石墨阳极高10倍的理论容量,但随着充放电循环的积累,锂枝晶倾向于在阳极上成长,这一事实阻止了商业化。
枝晶的构成导致电池功能差和短路。
为了解决这个问题,研讨团队用一种含有金属锂的薄碳纤维纸取代了通常运用的金属锂涂层铜薄膜。碳纤维纸在由无定形碳和无机纳米颗粒组成的碳单丝上具有分层结构,从而增强了锂的亲和力,避免了锂枝晶的成长。
先前的研讨标明,铜薄膜阳极在大约100次循环后会短路。另一方面,新式碳纤维纸阳极具有300次循环的优异稳定性。
运用碳纤维纸的锂金属电池的能量密度高达428 Wh/kg,约为运用铜薄膜的1.8倍。
科学家们表明,除了提高功能外,新溶液还简化了电极制作进程,由于熔融的锂可以迅速注入碳纤维纸中。
首席研讨员Sung-Ho Lee在一份媒体声明中表明:“考虑到碳纤维的密度和成本比铜低五倍,我们提出的负极资料是一项重要成就,可以加速耐用和轻质锂金属电池的商业化。”