Stimulé par le développement rapide de l'industrie des véhicules électriques, batteries lithium-ion de cette année, a également fait des progrès considérables, notamment en termes de densité d'énergie de chaque fabricants de batteries ont eu recours à tous les moyens, y compris ATL, et les forces du pays Xuan Tech 2017 Dieu, y compris les fabricants de batteries ont présenté une densité d'énergie de 300Wh / kg plus élevée que la batterie peut présenter les principaux fabricants de batteries d'itinéraire technique d'utiliser des matériaux ternaires batterie à haute énergie spécifique élevée en nickel principalement carbone + silicium négatifs Approche matérielle, qui est aussi la conception de batterie haute énergie la plus faisable à ce stade, mais pour améliorer encore la densité d'énergie de la batterie lithium-ion à 350Wh / kg, voire 400Wh / kg, ce système ne sera pas en mesure de répondre aux exigences actuelles développement technologique, batteries Li anode en métal sont les plus prometteurs de la prochaine génération de batterie haute énergie spécifique.
Si seulement du point de vue de la performance électrochimique, anode en métal Li est probablement le au monde le plus approprié en tant que matériau d'électrode négative, elle a un faible potentiel (-3.04V vs électrode normale à hydrogène) et une capacité (3860mAh / g) de la double avantage, la réelle le lithium métallique est d'abord utilisé dans le matériau d'anode de la batterie lithium-ion, les années 80 du siècle dernier sur le lancement de l'anode métallique Moli Enegry Li Canada de batterie secondaire Li / MO2 sur le marché, mais il est très regrettable que, en 1989 l'explosion d'incendie de la batterie secondaire au lithium a eu lieu, ce qui provoque la batterie rappeler une grande surface à l'échelle mondiale, de ce bref dominent le marché mondial de la batterie, la société a mis à genoux, éventuellement acquises par NEC Corporation du Japon. la société NEC a investi des ressources humaines et matérielles énormes, soigneusement examiné des dizaines de milliers de batteries, après plusieurs années d'exploration, et a finalement trouvé le coupable qui conduit à une explosion des batteries au lithium - dendrites lithium Bien que NEC trouvé la clé du problème, mais il permet NEC est tombé dans un puits sans fond, peu importe la manière d'améliorer le processus ne peut pas éliminer Li dendrite. Sony du Japon, mais plutôt d'une autre manière, l'utilisation du graphite comme électrode négative, une électrode positive d'oxyde de cobalt et de lithium, afin d'éviter Apparue lithium métallique, métallique Li élimine également complètement le problème de dendrites, courir tout le chemin de la batterie lithium-ion, devenant noir batterie de stockage d'énergie chimique cheval, la batterie secondaire au lithium métal, mais cette baisse vers le bas.
Au 21e siècle, le développement de l'électrolyte solide nous permet de voir l'anode en métal Li d'espoir, cette fois, dès le début des études d'anode de lithium métallique ont voie aussi peu à peu rapide. Récemment, l'Université de Tsinghua Peichao Zou et al « Puisque nous ne pouvons pas éviter complètement Li croissance métal dendrites de dendrites de lithium transpercer la cloison pourquoi ne pas éviter, au moyen d'induire la direction de la croissance? », développé le long de cette ligne de pensée feuille de cuivre Peichao Zou ayant un grand nombre de structure cellulaire, afin d'obtenir l'induction Li dendrites croissance le long d'une direction parallèle à la membrane, de sorte que dans le cas de l'électrode négative Li croissance de dendrites encore fournir un grand nombre de sécurité de la batterie au lithium-ion.
Préparation de la feuille de cuivre poreux mentionné ci-dessus, comme indiqué ci-dessus, y compris la stratification thermique, la gravure au laser, et le procédé de gravure alcalin comme, la feuille de cuivre après laminage à chaud puis le recto et le verso de chaque PI est recouverte d'un film de polyimide, former une structure en sandwich formée après gravure au laser micropores disposés régulièrement dans la couche d'IP, le procédé de gravure alcaline, la feuille de cuivre par attaque chimique pour produire des micropores lye les trous correspondants sur la feuille de cuivre. expérience , la structure Peichao Zou choisi couche de diamètre de pore de PI 150um de 45um, pores couche de feuille de cuivre, à savoir une petite ouverture dans la structure du ventre de la feuille de cuivre pour obtenir une électrode négative de lithium après que le réservoir est complètement calculé sur la base du volume de micropores à l'intérieur de la feuille PeichaoZou La capacité de jusqu'à 4.1mAh / cm2, si vous augmentez encore l'épaisseur de la feuille de cuivre, mais continuez également à améliorer la capacité du négatif, pour répondre aux besoins de la plupart des applications.
Principe de fonctionnement de la feuille poreuse de cuivre et une feuille E-Cu ordinaire de Peichao Zou P-Cu préparés comme indiqué ci-dessus, on peut noter que le dépôt de feuille métallique de Li se produit ordinaire directement sur la surface de la feuille de cuivre au travail, et par conséquent le diamètre de Li direction de croissance est une direction perpendiculaire à la feuille de cuivre et le séparateur, des problèmes se produisent facilement diamètre Li septum perforable, mais le métal E-Cu, Li sera déposé dans la paroi interne de pores se produit, de sorte que la direction de croissance Li dendritique NATURELLES Il devient parallèle au diaphragme et à la direction de la feuille de cuivre, bien que le processus de dépôt de Li produise un grand nombre de Li dendrites, mais n'a pas d'impact sur la sécurité de la batterie.
Dans la figure ci-dessous, après avoir déposé du lithium à 0,5 mAh / cm2 (a, d), 1 mAh / cm2 (b et e) et 2 mAh / cm2 Cu topographie de surface, on peut noter sur la figure, le lithium métallique déposé émergé filamenteux, mais tous sont en métal Li est déposée à l'intérieur de la feuille poreuse de cuivre, pas de Li dendrites étendant à partir de la couche microporeuse PI Out, ce qui minimise le risque de court-circuit interne, pour assurer la sécurité de la batterie.
La figure suivante montre en utilisant une feuille de cuivre ordinaire et le cycle cellulaire E-Cu courbe de rendement faradique, on peut noter de la courbe, à plusieurs quantité de dépôt E-Cu Li a montré une très bonne efficacité Coulomb, tandis que l'ordinaire la feuille de cuivre non seulement dans le groupe témoin était significativement inférieur à celui rendement faradique de E-Cu, et une électrode de lithium est déposée en une quantité de 1,0 et 2.0mAh / cm2 est plus phénomène de court-circuit se produit.
Les figures suivantes courbe cyclique de matériau E-Cu + Li-Cu et P + Li LFP avec la cellule entière peut être vu en utilisant la batterie E-Cu à 1C taux après 250 cycles, il est encore en mesure d'atteindre coulombienne fou 99,5% de la capacité de décharge a atteint 131.1mAh / g, tandis que le groupe témoin en utilisant une feuille de cuivre ordinaire, au bout de 250 cycles 1C, rendement coulombien de seulement 58,6%, ce qui indique une bonne propriété de cycle de la feuille d'anode poreuse.
Peichao Zou ce travail nous permet de voir l'anode en métal Li pour résoudre les problèmes de sécurité et de la vie du cycle, en plus de prendre diverses mesures pour freiner la croissance de Li dendrites, mais peut aussi être résolu au moyen d'induire la direction de croissance Li dendritique en raison de problèmes de sécurité. Peichao Zou développé une feuille de cuivre microporeuse électrode négative, le succès de la direction de croissance Li dendritique dans la direction parallèle à la membrane de commande et une feuille de cuivre, Li évite dendrite pénètre dans le septum, ce qui améliore grandement la La sécurité de la batterie et la durée de vie du cycle pour le développement futur des batteries secondaires anodiques Li en métal offrent une nouvelle façon de penser.
