蓋世汽車訊 當(dāng)前電動(dòng)汽車發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但鋰離子電池仍存在起火和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。為了解決這一問題，韓國(guó)研究人員使用半導(dǎo)體技術(shù)來提高電池安全性。據(jù)外媒報(bào)道，由韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KIST）儲(chǔ)能研究中心的Dr. Joong Kee Lee領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，通過在鋰電極表面形成保護(hù)性半導(dǎo)體鈍化層，成功抑制枝晶生長(zhǎng)。這種晶體具有多個(gè)分支，能夠?qū)е码妱?dòng)汽車中的電池發(fā)生火災(zāi)。

（圖片來源：techxplore）

在鋰離子電池充電時(shí)，鋰離子被輸送到負(fù)極，并以鋰金屬的形式沉積在電池表面，從而形成枝晶突起。這些鋰枝晶能夠引起不可控性體積波動(dòng)，并導(dǎo)致固體電極和液體電解質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)，從而引起火災(zāi)，并嚴(yán)重影響電池性能。

為了防止枝晶形成，研究團(tuán)隊(duì)將等離子體暴露在富勒烯（C60）中。富勒烯是一種高電子導(dǎo)電半導(dǎo)體材料，可使鋰電極和電解質(zhì)之間形成半導(dǎo)體鈍化碳質(zhì)層。半導(dǎo)體鈍化碳質(zhì)層允許鋰離子通過，同時(shí)通過產(chǎn)生的肖特基勢(shì)壘阻止電子，并阻止電子和離子在電極表面和內(nèi)部相互作用，避免形成鋰晶體和枝晶生長(zhǎng)。

在極端電化學(xué)環(huán)境中，使用Li/Li對(duì)稱電芯，對(duì)具有半導(dǎo)體鈍化碳質(zhì)層的電極進(jìn)行穩(wěn)定性測(cè)試。在這樣的環(huán)境中，典型的鋰電極可在長(zhǎng)達(dá)20次充放電循環(huán)中保持穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果顯示，新開發(fā)電極的穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)，可在長(zhǎng)達(dá)1200個(gè)循環(huán)中抑制鋰枝晶生長(zhǎng)。此外，除了所開發(fā)的電極，使用鈷酸鋰（LiCoO2）正極，可在500次循環(huán)后保持大約81%的初始電池容量，比傳統(tǒng)鋰電極提高大約60%。

Dr. Joong Kee Lee表示：“有效抑制鋰電極上的枝晶生長(zhǎng)，有助于提高電池安全性。這項(xiàng)研究提出開發(fā)高度安全的鋰金屬電極的技術(shù)，為開發(fā)沒有火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的下一代電池提供了藍(lán)圖?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)的下一個(gè)目標(biāo)是，提高這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)可行性。“用更便宜的材料代替富勒烯，以制造半導(dǎo)體鈍化碳質(zhì)層，使其更具成本效益?！?/p>

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