金属锂电池因其高能量密度备受各国的关注,可是它的发展是特别漫长而坎坷的。六七十年代开始时,它就曾经点燃了大家对高能量密度电池的希望,可是由于电池的安全性能易起火,导致了大家对它的怀疑,曾经不少追随它的公司也黯然离场,接着锂离子电池趁机而上,进而改变了电池世界的布局。可是时代在持续的发展,技术在持续的进步,金属锂电池的能量密度逐渐逼近理论值,达到短板,接近天花板,且边际效益愈来愈明显,大家将目光分散,寻找替代者。
金属锂是轻金属,具备较低的氧化还原电位,这些因素使其金属锂电池具备了高比容量和高电压,70年代开始,金属锂电池诞生至今,一直就被视作储能界的“圣杯”。金属锂电池的能量密度远超传统的镍铬电池/铅酸电池,可是其缺点是锂金属与有机电解液在热学上是不稳定的,两者发生反应,此外锂在沉积的过程中会产生枝晶,导致安全性能问题易起火爆炸。
金属锂电池的巨大潜力又一次备受了重视,大家利用各种方法来解决电解液与锂不稳定,枝晶生长,电解液易燃等问题,这当中的策略包括了电解液组成管控,使用固态电解质,人工SEI,负极结构的管控等等。在诸多的策略中,电解液的发展仍然占据重要影响力,一个良好的电解液需要具备以下功能:
1、安全性能方面,电解液要能管控锂金属的沉积,避免枝晶造成的电池短路;
2、对锂稳定,能形成稳定的SEI,减少锂的消耗,库伦效率能达到99.9%;
3、对正极材料和Al集流体稳定,避免分解,能形成稳定的正极/电解液界面(CEI),避免过渡金属离子的迁移;
所以,我们必须要加强对电解液和锂沉积行为的研究,相信不久的将来金属锂电池必定会大放异彩。
中国科技大学焦淑红副教授将目光聚集在电解液功能管控上,希望借此来稳定正负极,进而提高电池的性能。以上就是上海域伦给大家归纳的有关金属锂电池的发展历史,之后将目光集中在电解液上,详解了电解液怎样逐步发展推动锂金属电池的稳定性与安全性能、电解液怎样影响SEI、怎样推动正极的稳定性、怎样阻燃与怎样用新技术来研究金属锂电池等多方面问题,展示了金属锂液态电解液的发展状况,并指出了锂金属电池未来的发展方向。
|