韩国科技院(K人工智能ST)的研究职员在锂金属阳极材料的研究中获得了重大突破,通过用环保型中空纳米纤维作为保护层,成功地将锂金属阳极的寿命延长约750%。这项技术借助从植物中提取的瓜尔胶和水作为溶剂,通过环保静电纺丝工艺制造保护层,不只提升了电池的用法寿命,还减少了失火风险,为商用电池技术的进步提供了新的方向。
在追求更高能量密度和更长寿命的电池技术过程中,锂金属阳极材料因其高理论容量而被视为下一代电池的重点。然而,锂金属阳极材料的固有问题,如锂枝晶的成长,容易致使电池寿命缩短并增加失火风险。为知道决这类问题,韩国科技院(K人工智能ST)的Il-Doo Kim教授予亚洲大学的Jiyoung Lee教授合作,开发了一种新型保护层技术。
传统的保护层技术依靠于在锂金属上施加表面涂层,以形成与电解质的人工界面,这种办法一般需要有毒的工艺和昂贵的材料,且对锂金属阳极寿命的改变成效有限。Kim教授团队提出的中空纳米纤维保护层,通过物理和化学办法控制锂离子成长,从而稳定锂金属阳极。
这种保护层的制造过程环保,使用静电纺丝工艺,主要材料是从植物中提取的瓜尔胶,以水作为唯一溶剂。瓜尔胶是一种天然聚合物,由瓜尔豆中提取,主要由单糖构成,其氧化官能团可以调节与锂离子的相互用途,从而有效控制锂枝晶的成长。
韩国科技院(K人工智能ST)的这项研究为锂金属电池技术的进步提供了新的可能性。通过用环保型中空纳米纤维保护层,研究职员显著提高了锂金属阳极的寿命,同时减少了电池的失火风险。这种保护层的制造过程不只环保,而且本钱效益高,有望为商用电池技术带来革命性的改进,推进能源存储技术向更安全、更高效、更环保的方向进步。






