固体电解质的晶体结构(示意图),其表面覆盖一层极薄银涂层。
图片来源:美国斯坦福大学
科技日报北京1月19日电(记者张佳欣)美国斯坦福大学研究团队在固态锂金属电池关键材料——固态电解质的抗裂问题上取得最新进展。他们在固态电解质表面引入一层经退火处理的超薄银涂层,显著增强了材料抵抗开裂的能力,使其在机械压力和快速充电条件下更加稳定。相关研究成果发表于新一期《自然·材料》杂志,推动固态锂金属电池向实用化迈出重要一步。
与目前广泛使用的锂离子电池不同,固态电池采用固体电解质替代易燃的液体电解质,理论上更安全、能量密度更高、充电速度也更快。但现实中,这类固体材料像陶瓷一样又硬又脆,在制造和使用过程中容易产生肉眼难以察觉的微小裂纹,并在反复充放电或快充时逐渐扩大,最终导致电池失效。
在生产过程中,要完全消除这些微小缺陷几乎不可能,与其追求完美无缺,不如让材料对缺陷不那么敏感。
在此次研究中,团队以锂镧锆氧化物固态电解质为研究对象。为提升稳定性,研究人员在其表面沉积了一层厚度仅约3纳米的银,并对样品进行加热处理。
实验发现,加热后,银会以带正电的形式进入电解质表层,使材料表面变得更加坚韧。在力学测试中,经过银处理的电解质,其表面发生破裂所需的压力几乎是未处理材料的5倍。同时,这层加固表面还能有效阻止锂在裂纹处钻入材料内部,降低在快速充电条件下形成破坏性结构的风险。
这种超薄表面处理方式无需大幅改变电池结构,却能显著改善材料稳定性,为更安全、更耐用的固态锂金属电池提供了一种成本可控、可推广的新思路。
中新网广州12月3日电 (记者 蔡敏婕)人工智能是人类发展新领域。当前,全球人工智能技术快速发展,对经济社会发展和人类 12月19日,《自然-计算科学》发表的一项研究描述了一种机器学习方法,能够从不同方面准确预测人类生活,包括早死可能性和 研究生教育是高等教育的最高层次,是衡量一个国家高等教育竞争力的关键标志,是拔尖创新人才自主培养的主渠道。在研究 本次甘肃积石山6.2级地震,震中距青海省省界最近距离5公里,青海多地震感强烈。 在青海省海东市民和县中川乡金田村, 编者按 世界在变,变化中不断积蓄着突破的力量。局势纵横看似山重水复,历史规律昭示未来终将柳暗花明。2023年与我们挥 记者1月2日从中国科学院昆明植物研究所获悉,近期高黎贡山国家级自然保护区怒江管护局、贡山管护分局联合该所组成的考察 。本文链接:固态锂金属电池抗裂难题有新解http://www.sushuapos.com/show-11-30869-0.html
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