Angeregt durch die rasante Entwicklung der Elektrofahrzeugindustrie, Lithium-Ionen-Batterien in diesem Jahr, hat auch erhebliche Fortschritte, vor allem im Hinblick auf die Energiedichte der einzelnen Batteriehersteller haben zu allen Mitteln, einschließlich ATL zurückgegriffen, und Kräfte im Land Xuan Tech 2017 Gott einschließlich Batteriehersteller hat eine Energiedichte von 300Wh eingeführt / kg höher als die Batterie technischer Strecke Batteriehersteller wichtige präsentierte hohe spezifische Energie-Batterie hauptsächlich hohe Nickel + Silizium-Kohlenstoff-negative ternäre Materialien zu verwenden, das Verfahren des Materials, das die praktikabelste ist Design mit hohen spezifischen Energiebatterien zu diesem Zeitpunkt, aber die Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterie zu 350Wh / kg, auch 400Wh / kg weiter zu verbessern, kann dieses System nicht die Anforderungen von den aktuellen treffen technologische Entwicklung, Li Metallanode Batterien sind die vielversprechendsten der nächsten Generation mit hoher spezifischer Energie-Batterie.
Wenn nur aus der Sicht der elektrochemischen Leistung, Li-Metall Anode wahrscheinlich die Welt ist die am besten geeignet als negatives Elektrodenmaterial, es hat ein niedriges Potential (-3.04V vs Normalwasserstoffelektrode) und eine hohe Kapazität (3860mAh / g) des doppelten Vorteil, die tatsächliche das metallische Lithium wird zuerst in dem Lithium-Ionen-Batterie Anodenmaterial, die 80eren Jahre des letzten Jahrhunderts auf der Einführung von Kanada Moli enegry Li-Metall Anode von Li / MO2 Sekundärbatterie auf den Markt verwendet, aber es ist sehr bedauerlich, dass im Jahr 1989 die Lithium-Sekundärbatterie Feuer Explosion aufgetreten, so dass die Batterie auf globaler Ebene eine große Fläche erinnern, aus dieser kurzen des globalen Batteriemarkt dominieren, das Unternehmen in die Knie gezwungen, schließlich von der japanischen NEC Corporation. NEC Unternehmen erworben hat enorme personelle und materielle Ressourcen investiert, sorgfältig geprüft Zehntausende von Batterien, nach mehreren Jahren der Exploration, und fand schließlich die zu einer Explosion von Lithium-Sekundärbatterien führenden Täter - Lithiumdendrite Obwohl NEC den Schlüssel für das Problem gefunden, aber es ermöglicht NEC in ein Fass ohne Boden fiel, ganz gleich wie man den Prozess zu verbessern, kann nicht Li Dendriten beseitigen. Sony von Japan, sondern einem anderen Art und Weise, die Verwendung von Graphit als negative Elektrode, eine positive Elektrode aus Lithium-Kobalt-Oxid, zu vermeiden Erscheinen metallisches Lithium, metallischer Li beseitigt auch vollständig das Problem der Dendriten, die ganzen Weg von der Lithium-Ionen-Batterie betrieben wird, stille Wasser chemischer Energiespeicher Batterie immer, die Lithiummetall-Sekundärbatterie, aber dieser Rückgang nach unten.
Im 21. Jahrhundert, die Entwicklung von Festelektrolyten ermöglicht es uns, Li Metallanode der Hoffnung, um zu sehen, diesmal von Anfang an metallischen Studien Lithiumanode auch allmählich Überholspur hat. Vor kurzem Tsinghua University Peichao Zou et al ‚Da wir nicht vollständig vermeiden können Li-Metall Dendritenwachstums von Lithium-Dendriten durchstechen das Septum, warum sie nicht vermieden wird, durch die Wachstumsrichtung induzieren?‘, entlang dieser Linie des Denkens Peichao Zou Kupferfolie entwickelt eine große Anzahl von Zellstruktur, um mit Induktion Li Dendriten zu erreichen Wachsen Sie entlang der Richtung parallel zum Separator, um die Sicherheit der Lithium-Ionen-Batterie auch bei starkem Wachstum der negativen Li-Dendriten zu gewährleisten.
Das vorstehend erwähnte Verfahren zur Herstellung einer porösen Kupferfolie, wie es oben gezeigt ist, einschließlich thermischer Laminierung, Lasergravur, Alkali-Korrosion und anderen Verfahren, nach der Heißlaminierungs-Kupferfolie wird mit einer Schicht aus Polyimid-PI-Folie bedeckt. eine Sandwichstruktur bilden gebildet nach der Lasergravur regelmäßig angeordneten Mikroporen in der PI-Schicht, die alkalischen Ätzverfahrens, die Kupferfolie von Lauge Mikro Ätzen der entsprechenden Löcher auf der Kupferfolie zu erzeugen. experiment , PI 150um 45um Porendurchmesser Schicht ausgewählt Peichao Zou Struktur, Porenkupferfolienschicht, das heißt eine kleine Öffnung in der Bauchstruktur der Kupferfolie mit einer negativen Lithiumelektrode, nachdem der Vorratsbehälter zu erhalten, vollständig bezogen auf das Volumen der Mikroporen in der Folie berechnet wird PeichaoZou Die Kapazität von bis zu 4,1mAh / cm2, wenn Sie die Dicke der Kupferfolie weiter erhöhen, aber auch weiterhin die Kapazität des Negativs erhöhen, um die Bedürfnisse der meisten Anwendungen zu erfüllen.
Arbeitsprinzip der porösen Kupferfolie und gewöhnliche E-Cu-Folie von Peichao Zou P-Cu hergestellt, wie oben gezeigt, stellen wir fest, daß die Abscheidung von Metall Li Folie gewöhnliche auftritt direkt auf der Oberfläche der Kupferfolie bei der Arbeit, und somit der Durchmesser des Li Wachstumsrichtung ist eine Richtung senkrecht zu der Kupferfolie und der Separator, Probleme durchstechbaren Septum auftreten Li Durchmesser leicht, aber das E-Cu, Li-Metall wird tritt in der Innenwand der Poren abgelagert werden, so Li Dendritwachstum Richtung NATURAL Es wird parallel zur Membran und der Richtung der Kupferfolie, obwohl der Li-Abscheidungsprozess eine große Anzahl von Li-Dendriten erzeugt, aber keinen Einfluss auf die Batteriesicherheit hat.
In der Abbildung unten, nach dem Abscheiden von Lithium mit 0,5 mAh / cm² (a, d), 1 mAh / cm² (b und e) und 2 mAh / cm² Cu Oberflächentopographie, kann es aus der Figur, das metallischen Lithium abgeschieden filamentösen tauchte merkt werden, aber alle sind aus Metall Li innerhalb der porösen Kupferfolie abgeschieden wird, kein Li von dem mikroporösen Schicht erstreckt PI Dendriten Out, die das Risiko eines internen Kurzschlusses minimiert, um die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten.
Die folgende Abbildung zeigt unter Verwendung von gewöhnlicher Kupferfolie und die E-Cu Coulomb-Effizienz-Kurve Zellzyklus, können wir aus der Kurve beachten Sie, dass an mehrer E-Cu Li Ablagerungsmenge zeigte eine sehr gute Coulomb-Effizienz, während der gewöhnlichen die Kupferfolie in der Kontrollgruppe war nicht nur deutlich niedriger als die Coulomb-Effizienz von E-Cu, und eine Lithiumelektrode wird in einer Menge von 1,0 und 2.0mAh / cm2 ist kurzschluß Phänomen auftritt abgeschieden.
Die folgenden Figuren zyklische Kurve von E-Cu + Li und P-Cu + Li LFP Material mit Vollzelle E-Cu-Batterie mit 1C gesehen Verwendung nach 250 Zyklen werden kann, ist es noch in der Lage zu erreichen Coulomb verrückt 99,5% Entladekapazität 131.1mAh / g erreicht, während die Kontrollgruppe gewöhnliche Kupferfolie verwendet wird, nach 250 Zyklen 1C, Coulomb-Effizienz von nur 58,6%, was eine gute Zykluseigenschaft der porösen Anodenfolie angibt.
Peichao Zou diese Arbeit ermöglicht es uns, Li Metallanode bei der Bewältigung Sicherheit und Lebensdauer Probleme, zusätzlich zu nehmen verschiedene Maßnahmen, um zu sehen, das Wachstum von Li Dendriten einzudämmen, sondern auch durch Induktion Li Dendritenwachstums Richtung gelöst werden können aufgrund von Sicherheitsproblemen. Peichao Zou mikroporösen Kupferfolie der negativen Elektrode, um den Erfolg von Li Dendritwachstum Richtung in der Richtung parallel zu der Steuermembran und einer Kupferfolie entwickelt, vermeidet Li Dendriten das Septum durchdringt, die das stark verbessert Batteriesicherheit und Lebensdauer für die zukünftige Entwicklung von Metall-Li-Anoden-Sekundärbatterien bietet eine neue Art zu denken.
