研究人员利用X射线揭示锂金属电池化学成分
时间:2022-12-09 09:05来源:盖世汽车 作者:Elisha
点击:
次
锂离子电池具有效率高、寿命长等优势，在电动汽车中得到了广泛应用。然而，随着用户对续航里程的要求越来越高，研究人员将目光转向锂金属电池。在锂金属电池中，锂金属负极可以提供比石墨负极高得多的能量密度。目前，研究人员面临的最大挑战之一是，找到一种在电池充放电时稳定负极的方法。
（图片来源：布鲁克海文实验室）
据外媒报道，布鲁克海文实验室（Brookhaven Lab）和太平洋西北国家实验室（PNNL） 的研究人员对锂金属电池中的固体电解质界面膜（SEI）进行了深入研究。这是电池放电时在负极和电解质之间形成的化学层，对于提高锂金属电池的稳定性至关重要。
该团队使用国家同步加速器光源 II（NSLS-II），更深入地研究SEI中复杂而难以捉摸的化学组成。该设施可以产生超明亮的X射线，用于研究材料的原子级构成。
多年来，研究人员一直在利用NSLS-II的X射线粉末衍射（XPD）光束线的先进能力，在电池化学领域取得了新的发现�；谝郧暗难芯砍晒猛哦又匦率褂肵PD来获得关于界面膜的精确发现。研究负责人Enyuan Hu表示：“之前已经发现，高能同步加速器X射线不会破坏界面膜样品。这具有重要意义，因为表征界面膜的最大挑战之一是样品对其他类型的辐射高度敏感，包括低能X射线。因此，在这项工作中，研究人员利用两种技术，通过X射线、X射线衍射和对分布函数分析，发现锂金属负极界面膜中结晶相和非晶相的化学成分。该团队在锂金属电池循环50次后收集到足够的界面膜样品，然后将电池拆解，从锂金属表面刮下微量的界面膜粉末，将XPD的高能X射线对准样品，以揭示复杂的化学组成。”
研究人员表示，XPD是全球为数不多的能够进行这项研究的光束线之一。该技术具有三种优势，包括吸收截面小，因此对样品的损害较�。唤岷霞际�、X 射线衍射，从而获得实空间信息的相位信息和对分布函数；通过高强度光束从微量样本中获得质量数据。
这种独特的先进X射线技术组合，为团队提供了详尽的界面膜成分化学图谱，包括其起源、功能、相互作用和演化。
布鲁克海文实验室的博士后Sha Tan表示：“研究人员专注于界面膜的三种不同组成部分，首先是氢化锂及其形成机制。之前的研究发现界面膜中存在氢化锂，这次确定了氢源。”具体来说，该团队确定了在锂金属负极中找到的氢氧化锂，可能是氢化锂的贡献者。在设计过程中，控制这种化合物的组成，有望充分提升界面膜的性能。
Tan表示：“其次，研究人员探讨了氟化锂，发现其可以在低浓度电解质中大规模形成。对于电化学性能来说，这种物质非常重要。”此前，研究人员认为，只有在使用高浓度电解质时才能形成氟化锂，而这依赖于昂贵的盐。这项工作提供了证据，低浓度的电解质更具有成本效益，有望在电池系统中发挥良好的作用。
Tan表示：“第三，研究人员观察氢氧化锂，以了解其在电池循环过程中的消耗情况。对于了解界面膜来说，这些新发现具有重要意义。”
总而言之，这些发现有助于发现以前被忽视的界面膜成分，更加精准可控地进行锂金属电池的界面膜设计。
免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
-
德国研究人员使用断层扫描研究硫化铜固态电池 可进一步改进性能
2022-12-01 08:40 -
研究人员通过灵活共享数据 加速实现电池突破
2022-10-26 08:50 -
中国研究人员制备具有氮化锂梯度的3D碳基锂负极 可提高锂金属电池的稳定性
2022-10-20 09:08 -
研究人员实时观察锂离子的运动状况 以提高电动汽车电池材料的性能
2022-10-19 09:04 -
研究人员弄清楚如何让固态电池充电更快、使用寿命更长
2022-09-14 08:46 -
研究人员开发新型混合电解质 用于锂离子电池
2022-09-14 08:21 -
研究人员探讨从废铅酸电池中回收铁和铅
2022-08-31 09:07 -
研究人员发现新型固体电解质成分 使钠电池更安全、成本更低
2022-08-26 08:56 -
中国研究人员开发新型氧化还原介质 改善锂硫电池缓慢的反应动力学
2022-06-26 14:58 -
研究人员发现锂离子电池正极能量损失的原因
2022-06-24 08:41
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
专题
相关新闻
-
德国研究人员使用断层扫描研究硫化铜固态电池 可进一步改进性能
2022-12-01 08:40 -
研究人员通过灵活共享数据 加速实现电池突破
2022-10-26 08:50 -
中国研究人员制备具有氮化锂梯度的3D碳基锂负极 可提高锂金属电池的稳定性
2022-10-20 09:08 -
研究人员实时观察锂离子的运动状况 以提高电动汽车电池材料的性能
2022-10-19 09:04 -
研究人员弄清楚如何让固态电池充电更快、使用寿命更长
2022-09-14 08:46 -
研究人员开发新型混合电解质 用于锂离子电池
2022-09-14 08:21 -
研究人员探讨从废铅酸电池中回收铁和铅
2022-08-31 09:07 -
研究人员发现新型固体电解质成分 使钠电池更安全、成本更低
2022-08-26 08:56
本月热点
-
比亚迪全固态锂电池在重庆生产 即将装车试验
2022-11-20 12:59 -
国鸿氢能向港交所提交上市申请书 为中国氢燃料电池领先企业
2022-11-23 09:14 -
又一锂电新贵启动IPO
2022-12-04 10:27 -
国城三元正极材料生产项目（一期）在莆田签约
2022-11-13 12:59 -
2022年中国储能电池行业产业链全景梳理及区域热力地图
2022-11-20 12:59 -
动力电池回收行业专题报告：动力电池退役潮起，回收赛道风口将至
2022-12-05 10:48 -
卫蓝湖州基地第一颗固态动力电芯下线
2022-11-27 11:11 -
动力电池产能过剩来临，如何看待半山腰的风景？
2022-11-21 17:46
企业微信号
微信公众号