如何解決金屬鋰電池中的鋰枝晶問題?

時間 2021-05-12 05:41:35

1樓:

個人認為,鋰枝晶是不可能被消滅的。唯一可行的就是在電池的壽命到期時,鋰枝晶還沒長到對面的電極,造成短路。能做到這一點,就夠了。沒必要追求沒有鋰枝晶的結果。

抑制枝晶的生長速度,是目前比較關注的方法。固態電解質是一種選擇。

2樓:

目前比較普遍接受的理論是Sand模型(Philos. Mag., 1901, 1, 45–79),模型公式如下:

被認為是鋰枝晶成核生成的分水嶺。

在 內, 電極表面的陽離子濃度維持在零左右。也就是說電極表面沒有多餘的鋰離子,鋰離子嵌入恰好處在乙個動態平衡的過程中。

在這之後,電極表面因為存在過量的鋰離子,鋰離子傾向於在電極表面沉積生成鋰枝晶。

所以,維持 是解決鋰枝晶問題的手段。

在公式中, (電流密度)和 (相關陰離子的遷移數, )兩個因變數與 成反比例關係。通過 和 ,或者 ,可以使 。

為了實現 ,目前比較流行的設計策略是設計金屬鋰負極三維集流體(Adv.Mater.2020, 2002193),通過增加比表面積的方式來降低實際有效的電流密度。

目前金屬鋰電池主流集中在固態電解質(Chem. Soc. Rev., 2020, Advance Article)上,也就是為了實現 。另外乙個策略是隔膜的修飾。

但是,無論是三維集流體還是固態電解質,只是在一定程度上 ,並不能真正解決金屬鋰枝晶問題。

所以,只有 時, ,鋰枝晶問題才能得到根本解決。

It is not easy!

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