查尔姆斯理工大学创建3D图像 可实时了解锂金属电池充放电行为

盖世汽车讯据外媒报道，电池研究人员创建了锂金属电池循环时的实时3D图像。瑞典查尔姆斯理工大学的研究团队成功观察到了锂金属在电池充放电时的行为。

这可能为未来的汽车和设备提供容量更大、安全性更高的电池。查尔姆斯大学物理系教授AleksandarMatic表示：“这项研究打开了一扇新窗口，以便了解并长期优化未来的锂金属电池。如果能够明确在循环过程中电池中的锂发生的变化，就可获得影响电池内部工作原理的重要知识。”为了取代目前使用的锂离子电池，研究人员希望开发能量密度更高、更安全、低成本的电池，比如固态电池、锂硫电池和锂氧电池等。这些概念都建立锂金属负极的基础上，而不是现在使用的石墨负极。不使用石墨，电池电芯会变得更轻；而使用锂金属负极，使高容量正极材料成为可能。因此，可能实现三到五倍的能量密度。然而，锂金属电池存在的关键问题之一是：当电池充、放电时，锂并不总是那么平坦而光滑。通常会形成苔藓状的微结构或长针状结构枝晶，部分沉积锂变得孤立，然后失去活性，而锂枝晶可能造成短路。因此，了解这些结构形成的时间、方式和原因，具有重要意义。研究负责人MatthewSadd表示：“为了能够在下一代电池中使用这项技术，需要了解电流密度、电解质选项和循环次数等因素对电池的影响。现在有了这样的工具。”这项实验在瑞士光源公司进行，旨在观察在工作电池中形成的锂微结构。研究人员准备了一种特殊设计的电池电芯，使用X射线断层显微镜，实时和3D研究锂沉积时间。据该团队所知，目前还没有人能够研究工作电池中的锂金属。如果此项研究取得成功，比起电芯循环后的分析图像，将是一大进步。Matic表示：“研究人员观察到锂形成很大的结构，如同巨大的针一样。长期以来，我们一直希望，能够实时观察电池的内部工作原理。现在可以做到这一点了。”现在，该团队的目标是在其他电池概念上测试这项技术。Matic表示：“研究人员希望开发这种方法，以便以更高的分辨率、更快地进行测量，观察在早期沉积过程形成的更详细的微结构。对于大规模安全使用锂金属电池来说，这是关键点之一。”

标签：

汽车资讯热门资讯