充电一次可以跑630公里的电池

时间：2022年10月9日

来源：Advanced Functional Materials

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POSTECH-UNIST联合研究团队成功开发出最大能量密度的无阳极锂电池，将能量密度提高了40%。

图:电极是由聚乙烯亚胺聚合物、银、锂盐和炭黑组成的离子导电层涂在铜集流器表面制成的。通过这种方法制备的离子导电基板可以在充放电过程中有效地接收和释放锂离子，从而运行电池。

仅去年一年，国内新注册的电动汽车(ev)就超过了10万辆。挪威是唯一一个与此数字相当的国家。目前常见的电动汽车，决定电池寿命和充电速度的核心材料是负极材料。国内电池业界一直致力于通过引进新技术或其他负极材料，寻找提高电池容量的革命性方法。但如果我们完全摆脱负极材料呢?

浦项理工大学Soojin Park教授和化学系博士研究生Sungjin Cho与蔚山科学技术院(UNIST)Dong-Hwa Seo教授、Dong Yeon Kim博士(音译)合作，开发出了单次充电续航时间长的无阳极锂电池。

新开发的无阳极电池的容量能量密度为977Wh/L，比传统电池(700wh/L)提高40%。这意味着电池一次充电可以行驶630公里。

由于锂离子在重复充放电过程中进出电极，电池通常会改变负极材料的结构。这就是为什么电池容量会随着时间的推移而下降。人们认为，如果不使用负极材料而只使用裸阳极集电极充放电，那么决定电池容量的能量密度就会增加。然而，这种方法有一个关键的弱点，导致阳极体积的显著膨胀和缩短电池的生命周期。它膨胀是因为阳极中没有稳定的锂存储空间。

为了克服这一问题，研究小组在常用的碳酸盐基液体电解质中添加离子导电基板，成功开发出无阳极电池。衬底不仅形成了阳极保护层，而且还有助于最小化阳极的体积膨胀。

研究表明，该电池保持了4.2毫安毫安厘米的高容量^－2高电流密度2.1毫安厘米^－2在碳酸盐基液体电解质中长时间存在。从理论和实验上也证实了衬底可以储存锂。

此外，更引人注目的是，该团队成功地展示了固态半电池使用银基硫化物基固体电解质。该电池可以长期保持高容量，预计将加速非爆炸性电池的商用化。