據外媒報道，DGIST（韓國慶北科學技術研究所）的研究人員通過采用一種新的高濃度電解液稀釋技術，證明鋰金屬電池可在寬溫度范圍（2-60°C）下循環。這一發現或對開發電動汽車電池產生重要影響。

 

（圖片來源：期刊Chemical Engineering Journal）

 

該研究小組由Hongkyung Lee教授和Hochun Lee領導，主要研究高濃度電解質（HCE）稀釋對鋰金屬電池（LMB）在寬溫度范圍內循環的影響。研究表明，HCE稀釋會顯著改善較低溫度下鋰離子的傳輸，以及較高溫度下固體電解質界面的熱穩定性，從而提高鋰金屬電池的循環性能。

 

與鋰離子電池相比，鋰金屬電池能量密度超高，可實現更短的充電時間，但其電流效率低、循環性能差，并且容易形成鋰枝晶。而科學家們發現，使用采用醚類溶劑稀釋的HCE可以解決上述問題并提高性能。然而，確定HCE稀釋如何在寬的工作溫度范圍內影響LMB這一問題仍未得到解決。

 

Hongkyung Lee教授表示：“電解質確定性界面穩定性是確保電池性能的關鍵問題。這項研究可為稀釋HCE穩定高反應性鋰表面提供合理策略。本研究的發現可以為設計電解質微觀結構提供線索，確定其對寬溫度范圍內界面穩定性的根本影響，并有助于鋰金屬電池實現真正的穩定循環。”

 

HCE通常具有粘性，而通過稀釋可以增加電芯內的離子遷移并改善電極的潤濕程度。研究小組采用了一種新的HCE稀釋技術，因此能夠在2-60°C的寬溫度下展示出良好的LMB循環性能。該研究對模型HCE以及用1,1,2,2-四氟乙基 2,2,3,3-四氟丙基醚（TTE）稀釋的HCE進行了比較電化學分析。

 

實驗結果表明，TTE稀釋顯著改善了鋰離子傳輸，并減少了低溫下的枝狀鋰電鍍生成，而這對于保持循環穩定性至關重要。研究還發現TTE是形成熱穩定固體電解質界面的主要原因，該界面決定了LMB的高溫循環能力。研究分析表明，TTE稀釋也可以驗證有利于鋰電池的高壓循環。