下一代高容量电池“锂金属电池”确保输出和稳定性

 韩国电气研究所

手游巴士（www.shouyoubus.com）2022年08月29日讯:韩国电工研究院下一代电池研究中心高级研究员 Kim Byung-gon 在成功提高现有锂性能的国际学术期刊“ACS Nano” 8 月刊上发表了封面论文使用金纳米粒子和孔隙的金属电池。提供电工

国内研究团队开发了一种提高可用于 电动汽车和储能系统（ESS ）的锂金属电池的输出和稳定性的方法。由于锂金属电池的存储容量比锂离子电池大，因此有望加速被认为是下一代电池的锂金属电池的商业化。

在韩国电气研究所，由下一代电池研究中心高级研究员 Kim Byung-gon 领导的团队开发了一种利用金纳米粒子和孔隙解决现有锂金属电池副作用的方法，并发表了研究成果作为国际科学期刊《 29日ACS。 虽然现有的锂离子电池具有通过将锂离子去除和插入石墨阳极来产生能量的结构，但锂金属电池使用锂金属本身作为阳极，而不是笨重的石墨。锂金属负极的理论存储容量是石墨负极的10倍，因此可用作电动汽车和储能系统（ ESS ）的大容量电池。但锂金属电池在充放电时无法将锂金属有效地储存在空心内，因此锂以树枝状生长 。



)'的现象发生。中空芯具有类似吸管的结构，是内部储存锂的空间。锂在空芯中的存储效率与电池的性能直接相关。如果形成枝晶，电池的体积会逐渐增加，导致电池寿命下降，并可能导致火灾和爆炸事故。

高级研究员 Kim 的团队将金纳米粒子（一种锂友好材料）添加到空心核心中。金优先与锂反应以控制生长方向，从而使锂可以储存在核心内。此外，在外壳上形成了孔隙，让锂离子可以自由移动，即使在高速充放电条件下，锂也可以在不粘附在外壳表面的情况下通过。

该研究团队通过与中央大学文赫教授团队的合作，从理论上验证了该技术的有效性。研究团队开发的锂金属电池的性能模拟结果证实，即使在高输出条件下，锂也能正常附着在中空芯内部的电极表面。此外，作为电池的性能非常出色，即使在高电流密度条件下充放电500次以上，容量仍保持在82.5 %。

Kim高级研究员表示，“尽管锂金属电池具有高容量的优势，但由于稳定性问题，锂金属电池在商业化之前还有许多障碍需要克服。”他说。