KIST研究小组在《自然能源》发表论文

能量密度是现有电池的两倍
充放电1200次仍能维持80%的性能

图为KIST研究小组开发出效率比现有电池高出两倍以上的锂金属电池,打开了提高无人机等无人移动体性能的突破口。( 图片来源:华盖创意图片库(Getty Images Bank))
韩国研究小组开发出比现有锂电池效率高出两倍以上的锂金属电池。

韩国科学技术研究院(KIST)9月24日表示:“能量储存研究团责任研究员曹源一研究组开发出了锂金属电池,能量密度比智能手机和笔记本电脑等使用的锂电池高出两倍以上,并且即使充放电1200次以上,初期性能仍能保持80%以上。”能量密度是反映电池效率的指标,指通过单位体积或单位质量储存的能量大小。研究小组论文刊登在9月25日(韩国时间)的网络版国际学术杂志《自然能源》 上。

锂电池的能量密度低,寿命短,所以用在无人机等无人移动体上存在局限性。为了克服这一点,用锂金属代替锂电池石墨阴极的锂金属电池备受关注。锂金属电池的能量容量在理论上比锂电池大10倍以上,但是因为锂金属的高反应,存在爆炸或缩短寿命的缺点。这是因为金属表面会生成树突(dendrite)。树突是指金属表面某部分非正常生长的树枝状结晶,会使电极体积膨胀或电极和电解质之间产生反应,引发危险等副作用。

研究小组为了抑制树突现象,将石墨烯系列纳米材料均匀地喷在锂金属表面,为其穿上了“朗缪尔布洛杰特人造固体电解质界面层”的人造保护膜。另外,研究小组利用量子力学的计算,找到了电解质混合的最佳条件。通过人造保护膜和最佳电解质混合制造的锂金属电池,即使充放电1200次以上,初期性能仍能维持80%以上。另外,如果将锂金属的含量降至商用化的锂电池水平,也能充放电200次以上。

责任研究员曹源一表示:“我们突破了锂电池所具有的能量储存能力的界限,可以制造出高容量和高寿命的电池。包括锂金属电池在内,我们将在锂硫磺电池、锂空气电池等新一代电池的开发上寻求新的出路,可能会波及到包括无人机、自动驾驶汽车、无人潜艇等无人移动体产业在内的各种产业。”

李根永 高级记者

韩語原文: http://www.hani.co.kr/arti/science/technology/863329.html

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