蓋世汽車訊 當前電動汽車發(fā)展勢頭迅猛，但鋰離子電池仍存在起火和爆炸風險。為了解決這一問題，韓國研究人員使用半導體技術(shù)來提高電池安全性。據(jù)外媒報道，由韓國科學技術(shù)院（KIST）儲能研究中心的Dr. Joong Kee Lee領(lǐng)導的研究團隊，通過在鋰電極表面形成保護性半導體鈍化層，成功抑制枝晶生長。這種晶體具有多個分支，能夠?qū)е码妱悠囍械碾姵匕l(fā)生火災(zāi)。

（圖片來源：techxplore）

在鋰離子電池充電時，鋰離子被輸送到負極，并以鋰金屬的形式沉積在電池表面，從而形成枝晶突起。這些鋰枝晶能夠引起不可控性體積波動，并導致固體電極和液體電解質(zhì)之間發(fā)生反應(yīng)，從而引起火災(zāi)，并嚴重影響電池性能。

為了防止枝晶形成，研究團隊將等離子體暴露在富勒烯（C60）中。富勒烯是一種高電子導電半導體材料，可使鋰電極和電解質(zhì)之間形成半導體鈍化碳質(zhì)層。半導體鈍化碳質(zhì)層允許鋰離子通過，同時通過產(chǎn)生的肖特基勢壘阻止電子，并阻止電子和離子在電極表面和內(nèi)部相互作用，避免形成鋰晶體和枝晶生長。

在極端電化學環(huán)境中，使用Li/Li對稱電芯，對具有半導體鈍化碳質(zhì)層的電極進行穩(wěn)定性測試。在這樣的環(huán)境中，典型的鋰電極可在長達20次充放電循環(huán)中保持穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果顯示，新開發(fā)電極的穩(wěn)定性明顯增強，可在長達1200個循環(huán)中抑制鋰枝晶生長。此外，除了所開發(fā)的電極，使用鈷酸鋰（LiCoO2）正極，可在500次循環(huán)后保持大約81%的初始電池容量，比傳統(tǒng)鋰電極提高大約60%。

Dr. Joong Kee Lee表示：“有效抑制鋰電極上的枝晶生長，有助于提高電池安全性。這項研究提出開發(fā)高度安全的鋰金屬電極的技術(shù)，為開發(fā)沒有火災(zāi)風險的下一代電池提供了藍圖?！毖芯繄F隊的下一個目標是，提高這項技術(shù)的商業(yè)可行性?！坝酶阋说牟牧洗娓焕障?，以制造半導體鈍化碳質(zhì)層，使其更具成本效益?！?/p>

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