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更新(月/日/年):2023 年 2 月 8 日

大容量锂金属电极显着提高了电流密度和寿命

– 抑制锂枝晶的碳纳米管负极材料的开发–

 
研究员) 周颖,碳纳米管应用研究中心高级研究员

积分

  • 锂金属与单壁碳纳米管片组合的负极极大地抑制了锂枝晶的生长
  • 与单独由锂金属组成的负极相比,电流密度和循环容量是原来的五倍,寿命是原来的 20 倍或更长
  • 单壁碳纳米管片可量产,加速下一代电池的实际应用

新研究成果图

使用SGCNT片实现长寿命、大容量的锂金属电极


背景

随着物联网和电动汽车等应用的扩大,需要重量更轻、容量更大的锂离子二次电池,新型电极材料和全固态电池、空气电池、锂硫电池等各种类型的蓄电池正在开发中。其中,锂金属具有高能量密度,作为二次电池的负极材料正在积极研究,但随着电池的充电和放电,锂枝晶在其表面生长。结果,存在由于分隔负极和正极的隔膜损坏等因素导致电池的材料结构发生变化,导致电池容量在短时间内下降的问题。因此,锂金属电极尚未投入实际应用。这里报道的安全可靠使用锂金属电极的技术是显着提高锂离子二次电池性能的关键技术。

 

摘要

日本产业技术研究院的研究人员与 Zeon Corporation 合作开发了一种技术,通过使用由超生长单壁碳纳米管 (SGCNT) 制成的片材来抑制锂金属充电和放电过程中产生的枝晶(树枝状晶体)。该技术实现了高能量密度,将有助于大容量锂金属电极(负极)的实际应用

该技术通过制造与锂具有高亲和力、高比表面积和高孔隙率的SGCNT片,并将其夹在隔膜和锂金属电极之间,实现了锂金属电极寿命的巨大改善。此外,该SGCNT片材可实现量产,未来高性能锂金属电极的实际应用有望取得进展。 Zeon 计划提供 SGCNT 片材的样品。





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