一个超轻的复合电流采集器,使得高能量密度和高速率的无阳极金属电池成为可能
Zhaofeng Ouyang1, Shuo Wang1, Yan Wang1
1Frontiers Science Center for Transformative Molecules, School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhangjiang Institute for Advanced Study, and Key Laboratory of Green and High-End Utilization of Salt Lake Resources (Chinese Academy of Sciences), Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|June 20, 2024
概括
超轻型复合电流采集器显著降低了无阳极电池的重量,提高了能量密度高达61%. 这一创新提高了下一代电池的性能和安全性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 没有阳极的 (Li) 金属电池提供高能量密度,但受到重铜电流收集器的阻碍.
- 电流采集器占无阳极电池重量的25%以上,但没有对容量做出贡献,限制了能量和功率密度.
研究的目的:
- 开发用于无阳极电池的超轻复合电流采集器.
- 为了提高接口稳定性,灵活性和安全性,同时显著降低电池重量.
主要方法:
- 超轻型复合电流采集器的制造,使用分子工程的多亚半碳酸基质.
- 在工程基板上喷一个铜 (Cu) 层,以创建一个纳米结构接口.
- 使用新型电流收集器测试无阳极电池的性能.
主要成果:
- 与基于Cu的收集器相比,实现了具有0.78 mg cm-2面积密度的超轻复合电流收集器,减轻了49%-91%的重量.
- 在无阳极电池中证明了增强的界面稳定性,灵活性和安全性.
- 显著提高了36%-61%的电池级能量密度,并实现了5C (10mA cm−2) 的最大速率能力.
结论:
- 开发的超轻复合电流采集器在改善无阳极电池的能量和功率密度方面取得了突破.
- 这一创新为高性能,高安全性和灵活的电池设计提供了新的范式.
- 基板的分子工程是先进的电流收集器开发的可行策略.


