鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：502次 | 2021年12月14日
布朗大學(xué)開發(fā)出迄今最堅(jiān)韌的固體電解質(zhì)，打破能量密度瓶頸
盡管用固態(tài)電解質(zhì)替代鋰電池中液體電解質(zhì)的想法已經(jīng)被許多人所接受，但在這項(xiàng)技術(shù)投入實(shí)際使用之前，仍有許多難點(diǎn)需要克服。好消息是，布朗大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)通過摻入陶瓷和石墨烯精細(xì)混合物的方法，生產(chǎn)出了迄今為止最堅(jiān)韌的固體電解質(zhì)。
相關(guān)研究成果以“High-ToughnessInorganicSolidElectrolytesviatheUseofReducedGrapheneOxide”為題，發(fā)表在《材料》（Materials）上。
LATP/rGO納米復(fù)合材料的電化學(xué)性能（來(lái)自：ScienceDirect）
隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，高能量密度的鋰金屬電池受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前我們所使用的鋰離子電池，工作原理是通過鋰離子不斷在正負(fù)極之間往返運(yùn)動(dòng)做工的，充電的時(shí)候需要讓鋰離子嵌入到負(fù)極，放電就是鋰離子從負(fù)極回到正極。
為了提高電池的能量密度，就需要提高正極材料的容量，也需要更高的充電電壓，才能盡可能多的把鋰離子釋放出來(lái)，這個(gè)時(shí)候問題就來(lái)了，提高正極材料容量沒問題，但是液態(tài)電解質(zhì)不支持很高的充電電壓。此外，在傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)中，鋰金屬不穩(wěn)定的沉積過程以及枝晶生長(zhǎng)會(huì)引發(fā)一系列的安全問題。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
近期一項(xiàng)研究指出，通常陽(yáng)極由銅和石墨制成，但科學(xué)家相信固體電解質(zhì)可搭配純鋰陽(yáng)極一起工作，從而打破“能量密度瓶頸”。
遺憾的是這項(xiàng)工作并不簡(jiǎn)單，目前問題主要體現(xiàn)在電池的其它部分可能破裂和被腐蝕。雖然陶瓷足夠耐用，但它的物理性質(zhì)又太脆。
rGo有助防止電池中陶瓷材料的裂紋擴(kuò)散（圖自：BrownUniversity）
有鑒于此，布朗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)考慮向其中添加少量石墨烯。但作為一種既堅(jiān)固又輕巧的奇妙材料，它還具有很高的電導(dǎo)率，因此必須謹(jǐn)慎利用這些屬性。
研究作者NitinPadture稱：我們希望電解質(zhì)來(lái)傳遞離子、而不是導(dǎo)電。石墨烯是一種良好的導(dǎo)電體，因此人們可能覺得我們是在導(dǎo)體中放入了導(dǎo)體。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
但若我們能夠?qū)舛缺３衷谧銐虻偷乃剑涂梢宰柚故?dǎo)電，同時(shí)仍然享受到其結(jié)構(gòu)性質(zhì)上的益處。
據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)將一定量的氧化石墨烯（rGo）細(xì)小薄片與陶瓷粉末混合，然后加熱混合物，以形成陶瓷-石墨烯復(fù)合材料。
演示配圖：性能改進(jìn)
通過測(cè)試，團(tuán)隊(duì)證明了僅陶瓷韌性就可提升兩倍，且石墨烯不會(huì)干擾這種電解質(zhì)材料的其它電性能。
Athanasiou表示：當(dāng)材料中出現(xiàn)裂紋時(shí)，石墨烯薄片可在實(shí)際上將斷裂的表面維持在一起，因此需要更大的能量才會(huì)將之撕開。
作為迄今為止最堅(jiān)固的人造固體電解質(zhì)，我們希望通過進(jìn)一步的研究，以將之投入日常使用的設(shè)備中。cnBeta
