密歇根大學開發“無負極”鋰金屬電池 容量更高/成本更低
時間:2020-11-22 16:31來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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（圖片來源：umich）
鋰金屬電池的容量是現有標準鋰離子電池的兩倍，而且可以利用當前電池制造系統生產，但使用液態電解質的鋰金屬電池存在鋰枝晶生長問題，有可能迅速出現熱失控現象。據外媒報道，為了解決這一問題，密歇根大學機械工程系的Jeff Sakamoto副教授及其團隊曾開發一種名為Li7La3Zr2O12（LLZO）固態電解質，以用于電池中。
然而，在生產鋰金屬固態電池時，鋰金屬反應性強、性能弱，很難與固體電解質結合在一起，尤其是在使用最先進的制造設備時。密歇根大學的研究團隊采用無負極設計，用銅制成的金屬箔取代負極，讓電池基本可以自行組裝。其原理是利用普通正極材料中的鋰。當電池首次充電時，電池正極一側的鋰離子被提取并輸送到負極側，有效地合成鋰金屬負極。Sakamoto表示：“我們可以利用電化學技術，讓電池自己‘制造’鋰金屬負極。”
目前研究顯示，這種電池經過50次循環后，仍能保持穩定性能，并表現出“高庫侖效率”。由此可以看出，電子移動時未發生任何寄生反應，比如形成鋰細絲。
據介紹，經過50次循環后，電池會出現“容量衰減”，但效率沒有減退。研究人員認為，問題出在復合正極上。如果能改善正極性能，電池可以具有更高的能量密度，避免熱失控風險，而且更易于生產。這將有助于減輕電動汽車重量，或者提升續航里程。
這種生產方法不使用負極，因此制造成本更低。此外，現有的鋰離子電池制造方法就可實現這種工藝，因此電動汽車制造商可不必完全更新其設備。Sakamoto稱：“我們希望通過此項研究大幅降低電池成本，使電動汽車的生產成本不高于內燃機汽車，從而推動其發展。”另外，這項技術有助于緩解電動汽車充電站數量不足帶來的隱患。
(責任編輯：子蕊)
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