金屬鋰電池因其高能量密度備受各國的關(guān)注,可是它的發(fā)展是特別漫長而坎坷的。六七十年代開始時,它就曾經(jīng)點燃了大家對高能量密度電池的希望,可是由于電池的安全性能易起火,導(dǎo)致了大家對它的懷疑,曾經(jīng)不少追隨它的公司也黯然離場,接著鋰離子電池趁機而上,進而改變了電池世界的布局。可是時代在持續(xù)的發(fā)展,技術(shù)在持續(xù)的進步,金屬鋰電池的能量密度逐漸逼近理論值,達到短板,接近天花板,且邊際效益愈來愈明顯,大家將目光分散,尋找替代者。
金屬鋰是輕金屬,具備較低的氧化還原電位,這些因素使其金屬鋰電池具備了高比容量和高電壓,70年代開始,金屬鋰電池誕生至今,一直就被視作儲能界的“圣杯”。金屬鋰電池的能量密度遠超傳統(tǒng)的鎳鉻電池/鉛酸電池,可是其缺點是鋰金屬與有機電解液在熱學(xué)上是不穩(wěn)定的,兩者發(fā)生反應(yīng),此外鋰在沉積的過程中會產(chǎn)生枝晶,導(dǎo)致安全性能問題易起火爆炸。

金屬鋰電池的巨大潛力又一次備受了重視,大家利用各種方法來解決電解液與鋰不穩(wěn)定,枝晶生長,電解液易燃等問題,這當中的策略包括了電解液組成管控,使用固態(tài)電解質(zhì),人工SEI,負極結(jié)構(gòu)的管控等等。在諸多的策略中,電解液的發(fā)展仍然占據(jù)重要影響力,一個良好的電解液需要具備以下功能:
1、安全性能方面,電解液要能管控鋰金屬的沉積,避免枝晶造成的電池短路;
2、對鋰穩(wěn)定,能形成穩(wěn)定的SEI,減少鋰的消耗,庫倫效率能達到99.9%;
3、對正極材料和Al集流體穩(wěn)定,避免分解,能形成穩(wěn)定的正極/電解液界面(CEI),避免過渡金屬離子的遷移;
所以,我們必須要加強對電解液和鋰沉積行為的研究,相信不久的將來金屬鋰電池必定會大放異彩。
中國科技大學(xué)焦淑紅副教授將目光聚集在電解液功能管控上,希望借此來穩(wěn)定正負極,進而提高電池的性能。以上就是上海域倫給大家歸納的有關(guān)金屬鋰電池的發(fā)展歷史,之后將目光集中在電解液上,詳解了電解液怎樣逐步發(fā)展推動鋰金屬電池的穩(wěn)定性與安全性能、電解液怎樣影響SEI、怎樣推動正極的穩(wěn)定性、怎樣阻燃與怎樣用新技術(shù)來研究金屬鋰電池等多方面問題,展示了金屬鋰液態(tài)電解液的發(fā)展狀況,并指出了鋰金屬電池未來的發(fā)展方向。
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