特斯拉研究人員探討如何突破無負(fù)極鋰金屬電池的極限

采用高能量密度電池，可以制造出更多類型的電動汽車，包括飛行車輛。根據(jù)以往研究預(yù)測，為了支持飛行車輛的起飛和降落，電池的能量密度大約需要達(dá)到400 Wh/kg，比大多數(shù)現(xiàn)有鋰離子電池的能量密度高出約30%。除了可以為飛行車輛提供動力，使用高能量電池，還可以增加電動汽車單次充電后的行駛里程，而且能夠降低電動汽車的整體制造成本。

在制造高能量密度電池方面，無負(fù)極鋰金屬電池特別有發(fā)展前景。雖然它們使用的負(fù)極與鋰離子電池相同，但這些電池是通過電鍍鋰金屬來存儲能量，而不是石墨，其能量密度比鋰離子電池高出60%。然而，無負(fù)極鋰金屬通常容量較低，生命周期較短，這主要是由于它們從正極中獲得鋰，并且不會使用過多的鋰。此外，這種電池的安全性有待驗證。

據(jù)外媒報道，特斯拉的電池研究團(tuán)隊——加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)（Dalhousie University）的研究人員一直在探索如何突破無負(fù)極鋰金屬電池的極限。他們對其開發(fā)的無負(fù)極電池的失效原因進(jìn)行研究，并提出一種可能可以延長無負(fù)極電池“生命周期”的解決方案，即使用雙鹽碳酸鹽電解質(zhì)來延長無負(fù)極鋰金屬電池的壽命。

研究人員表示：“我們展示了使用雙鹽碳酸電解質(zhì)的長壽命無負(fù)極電池，并用這種液體電解質(zhì)（2.6g/Ah）來解釋無負(fù)極電池的降解情況?！?/p>

研究人員利用掃描電子顯微鏡和X射線斷層掃描兩種技術(shù)，探討他們制造的無負(fù)極電池失效的原因。他們發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移，電池的形態(tài)逐漸退化。

接著，他們利用另外兩種技術(shù)——核磁共振波譜法和超聲透射成像，以進(jìn)行深入研究。研究發(fā)現(xiàn)，電池內(nèi)鋰降解的原因在于電解質(zhì)，隨著時間的推移，電解質(zhì)會受損并耗盡。

此外，研究人員還對無負(fù)極電池進(jìn)行測試，以評估其安全性。他們根據(jù)研究結(jié)果設(shè)計出的電解質(zhì)可以優(yōu)化電池性能，并將其壽命延長至充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)200次。研究人員表示，他們將繼續(xù)進(jìn)行研究，使無負(fù)極電池達(dá)到實際應(yīng)用水平。
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