韓國大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)新一代鎂陽極電池
2022年05月11日 9:59 15859次瀏覽 來源： 中國有色金屬報(bào) 分類： 鎂應(yīng)用
近日，韓國大學(xué)發(fā)布了一項(xiàng)新的研究成果，可以提高鎂陽極電池的安全性和可行性，以此替代鋰離子電池。該研究團(tuán)隊(duì)利用操作數(shù)成像分析，闡明了鎂的生長行為，并通過在基底上涂覆少量金來顯著抑制鎂枝晶的生長。
目前，鋰離子電池應(yīng)用廣泛，但這類電池存在一些弊端，譬如，商用鋰離子電池采用了昂貴的材料，包括鋰和鈷。此外，由于鋰與水和氧氣的反應(yīng)性很強(qiáng)，鋰離子電池的安全性是一個(gè)關(guān)鍵問題。
為了提高二次電池的成本競爭力和安全性，研究人員進(jìn)行了多次嘗試，鎂已成為鋰的合適替代品。鎂在地殼中含量豐富，價(jià)格合理，對環(huán)境友好，與水和氧氣的反應(yīng)性較低。此外，鎂電極的容量為3833mAh/cm3，高于鋰電極（2093mAh/cm3）。由于鎂電池經(jīng)濟(jì)、安全，且容量高，鎂二次電池成為商業(yè)化鋰離子電池的一種有前途的替代品。
一般來說，帶有金屬電極的二次電池可以使用到其最大理論容量，但在充電/放電過程中的特定點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)樹枝狀結(jié)構(gòu)。眾所周知，鎂不存在樹枝狀生長，更適合用新一代二次電池。然而，最近的一些研究表明，在特定條件下，鎂也可能生產(chǎn)枝晶，因此，有必要做出相應(yīng)的研究，以制訂有效抑制鎂枝晶生長的策略。樹突結(jié)構(gòu)需要加以抑制，以提高電池的安全性。
韓國大學(xué)工程學(xué)院化學(xué)與生物工程系的研究團(tuán)隊(duì)，一直在努力解決這一問題。該團(tuán)隊(duì)通過電化學(xué)分析以及可見光和X射線成像等手段，分析鎂枝晶生長的機(jī)制。
在該項(xiàng)目期間，在收集器上涂覆少量金以調(diào)節(jié)鎂枝晶生長，目的是擴(kuò)大鎂陽極的應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)能夠驗(yàn)證鍍金集成器能夠抑制樹枝狀生長，即使在10mA/cm2的高電流密度下也可以抑制鎂枝晶。
該研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示：“擬議的鍍金途徑，展示了高能量密度鎂電池的巨大可能性。系統(tǒng)分析和抑制樹晶生長會(huì)影響鎂，也會(huì)影響各種類型的新一代金屬電池。”
這項(xiàng)研究是由首爾國立大學(xué)團(tuán)隊(duì)以及韓國科學(xué)技術(shù)研究所共同進(jìn)行。
責(zé)任編輯：楊一鳴
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