В отрасли электромобилей быстрое развитие стимуляции, литий-ионный аккумулятор также достиг значительных успехов в этом году, особенно в плотности энергии всех производителей аккумуляторных батарей прибегают ко всем остановкам в 2017 году, включая ATL, Guoxuan Tech и силу Бог, включая производителей аккумуляторных батарей, ввел высокую плотность энергии 300 Вт / кг высокой удельной энергии. В настоящее время основные производители батарей питания используют технологию высокоэнергетических батарей, главным образом, для высоколегированных троичных материалов + кремниевый углеродный анод Материальный подход, который также является наиболее целесообразным проектом с высоким энергопотреблением на этой стадии, но для дальнейшего повышения плотности энергии литий-ионного аккумулятора до 350 Вт / кг или даже 400 Вт / кг эта система не сможет удовлетворить требованиям от текущего Технологическое развитие зрения, металлическая батарея Li-катода является наиболее перспективным следующим поколением аккумуляторов высокой удельной энергии.
Если только с точки зрения электрохимических характеристик, Ли металл анод, вероятно, в мире наиболее подходят в качестве материала отрицательного электрода, он имеет низкий потенциал (-3.04V против нормального водородного электрода) и высокой емкости (3860mAh / г) двойного преимущества, фактическим Литий-металл был первым материалом отрицательного электрода, который должен использоваться в литий-ионных батареях. Moli Enegry из Канады представила вторичную батарею Li / MO2 с металлическим отрицательным электродом Li в 1980-х годах, но, к сожалению, в 1989 году, произошел литиевый взрыв огня батареи, в результате чего батареи вспомнить большую область в глобальном масштабе, с этим кратким доминировать на мировой рынке аккумуляторов, компания принесла на колена, в конце концов, приобретенных компанией NEC Corporation. NEC в Японии вкладывает огромные людские и материальные ресурсы, тщательно исследовались десятки тысяч батарей, после нескольких лет исследований, и, наконец, нашел виновник, приводящий к взрыву литиевых вторичных батарей - литий дендритов Хотя NEC нашел ключ к проблеме, но она позволяет NEC упала в бездонную яму, независимо от того, Как улучшить процесс не может устранить Li dendrite. Только в Японии компания Sony по-другому, использование графита в качестве катода, оксида кобальта лития в качестве положительного, чтобы избежать Появление металлического лития, но также полностью устраняющее проблему металлического Li dendrite, от литиевой батареи пробилось до того, чтобы стать группой химических аккумуляторных батарей в темной лошади, но литиевые металлические вторичные батареи, но не упали.
В 21-м веке, развитие твердого электролита позволяет увидеть Li металлический анод надежды, на этот раз с начала исследований анодных металлического лития имеют также постепенно быстрый путь. В последнее время, Университет Цинхуа Peichao Цзоу и др «Поскольку мы не можем полностью избежать Ли рост дендритов металла дендритов литии проколоть перегородку, почему не избежать, путем индуцирования направления роста?», развивался по этой линии мысли Peichao Zou медной фольги, имеющей большое количество клеточной структуры, с тем чтобы добиться индукций Li дендрита Растут вдоль направления, параллельного сепаратору, чтобы обеспечить безопасность литий-ионной батареи даже в случае большого роста отрицательных Li-дендритов.
Вышеупомянутый процесс приготовления пористой меди из фольги, как показано выше, включая термическое ламинирование, лазерную гравировку, щелочную коррозию и другие процессы, после того, как медная фольга с горячим ламинированием будет покрыта слоем полиимидной пленки ПИ, При формировании сэндвич-структуры лазерная гравировка будет формировать регулярное расположение микропор на слое PI, в процессе щелочной коррозии щелочной раствор разрушит медную фольгу через эти микропоры и создаст соответствующие отверстия в медной фольге. , Peichao Zou выбрал слой PI 45 мкм в диаметре и 150 мкм в медной фольге, которая представляет собой структуру с небольшим ртом и большим животом. По объему микропор в медной фольге PeichaoZou подсчитал, что медная фольга после полного хранения литиевого отрицательного Емкость до 4,1 мАч / см2, если вы дополнительно увеличиваете толщину медной фольги, а также продолжаете увеличивать мощность отрицательного, чтобы удовлетворить потребности большинства приложений.
Пористая медная фольга Peichao Zou E-Cu и обычная медь P-Cu работают, как показано выше, можно заметить, что обычная медная фольга в работе осаждения металла Li происходит непосредственно на поверхности медной фольги, диаметр Li Из направления роста перпендикулярно направлению медной фольги и сепаратора, склонного к диаметру Li, пробивающего проблему диафрагмы, но в E-Cu металл Li будет осаждаться во внутренней стенке микропор, направление роста Li природных дендритов Он становится параллельным диафрагме и направлению медной фольги, хотя процесс осаждения Li приводит к образованию большого количества Li дендритов, но не оказывает влияния на безопасность батареи.
На рисунке ниже, после осаждения лития на 0,5 мАч / см2 (a, d), 1 мАч / см2 (b и e) и 2 мАч / см2 Cu-морфология поверхности, можно заметить из рисунка, осаждение литиевого металла показало нитчатое, но весь металл Li осаждается в микропористом меде, не содержащие Li dendrite микропор, простирающихся от слоя PI Out, что минимизирует риск внутреннего короткого замыкания, чтобы обеспечить безопасность батареи.
На приведенном ниже графике показаны циклические кривые эффективности кулоновской эффективности для E-Cu и нормальной медной фольги. Из кривых видно, что E-Cu показывает очень хорошую кулоновскую эффективность для нескольких осаждений Li, Контрольная группа медной фольги была не только значительно ниже, чем у E-Cu на кулоновскую эффективность, но также и явление внутреннего короткого замыкания на электродах с величиной осаждения лития 1,0 и 2,0 мАч / см2.
На приведенном ниже графике приведены кривые циклирования материалов E-Cu + Li, P-Cu + Li и LFP соответственно. Можно видеть, что кулоновские колесницы все еще могут достигать 250 циклов при использовании батареи E-Cu со скоростью 1С 99,5%, разгрузочная способность 131,1 мАч / г, а контрольная группа с обычной медной фольгой, после циклов 1С 250 раз, кулоновская эффективность составляла всего 58,6%, что указывает на хорошую производительность пористой медной фольги.
Эта работа Пейчао Цзоу показывает нам, что в дополнение к различным мерам по подавлению роста Li-дендритов Li-дендриты также могут быть решены путем индукции направления роста при решении проблемы безопасности и срока службы отрицательного электрода Li-металла. Приводятся проблемы безопасности. Peeichao Zou разработал микропористый анод из медной фольги, успешный контроль направления роста Li dendrite параллельно направлению сепаратора и медной фольги, чтобы предотвратить проникновение Li-дендрита в диафрагму, значительно улучшилось Безопасность батареи и жизненный цикл для будущего развития металлических вторичных батарей с анодом из анодированного алюминия обеспечивают новый образ мышления.
