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2020-01-07 11:28 |
黃建宇組原位揭示鋰枝晶生長(zhǎng)機(jī)理，助力固態(tài)電池應(yīng)用
鋰離子二次電池以其高能量密度已在便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是依然不能滿足電動(dòng)汽車和電網(wǎng)等大容量?jī)?chǔ)能裝置對(duì)高能量密度的需求。金屬鋰具有高比容量（3860 mAh g‒1）和低電化學(xué)勢(shì)（‒3.04 V相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極），是理想的高能量密度負(fù)極材料。以金屬鋰為負(fù)極的固態(tài)電池被認(rèn)為是高能量密度、高安全性可充放儲(chǔ)能裝置未來的發(fā)展方向。 %t\`20-1<
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但研發(fā)金屬鋰電池極具有挑戰(zhàn)，雖然歷時(shí)多年，以金屬鋰為負(fù)極的高能量密度可充放電池仍未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其中最主要原因是在循環(huán)過程中的不可控鋰枝晶（一種樹狀晶體，其針狀突起稱為晶須）生長(zhǎng)，當(dāng)鋰枝晶生長(zhǎng)到一定程度時(shí)可穿透固態(tài)電解質(zhì)，使電池短路失效；此外，如果鋰枝晶發(fā)生纏繞或斷裂，就會(huì)形成“死鋰”，造成電池容量嚴(yán)重衰減，因此鋰枝晶的生長(zhǎng)是阻礙金屬鋰電池應(yīng)用的最大障礙。 S[NV-)r=
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諸多研究致力于探索如何抑制鋰枝晶的產(chǎn)生，但是以往研究主要停留在宏觀尺度，鋰枝晶生長(zhǎng)的微觀機(jī)理、力學(xué)性能、刺穿固態(tài)電解質(zhì)的機(jī)制及抑制其生長(zhǎng)的科學(xué)依據(jù)都不清楚。 )4a& Ol EI
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