德國新型鋰金屬電池,能量密度破紀錄達 560Wh/kg

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 25 日 10:00 | 分類 能源科技 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


鋰離子電池的陽極若從原本的石墨材料,轉變成鋰金屬,或許能讓電池性能更上一層樓,最近德國科學家便改造市場上現有的鋰離子電池,成功將能量密度提高到 560Wh/kg。

為了進一步提高電池的能量密度,延長電動車、電動飛機的續航里程,德國卡爾斯魯爾理工學院(KIT)與亥姆霍茲烏爾姆研究所(Helmholtz-Institute Ulm,HIU ) 一同攜手合作,改造現有的鋰電池技術。

聯合團隊所研發的電池,陰極材料採用低鈷、高鎳的 NCM88 材料,HIU 教授 Stefano Passerini 表示,若使用傳統市售的  LP30 有機電解質,NCM88 陰極材料可以提供更高的能量密度與穩定性。 LP30 電解質容易讓陰極產生顆粒裂紋,隨之交互反應並破壞陰極上的結構,最後生成一層厚厚的苔蘚狀鋰層。

有鑑於傳統電解質有損電池的穩定性,阻礙技術發產與商業成熟性,團隊也改用其他電解質:一種低揮發性和不易燃的離子電解液態電解質(ILE),其中這種電解質包含兩個陰離子,分別是 FSI 和 TFSI。

團隊指出,全新的陰極材料與電解質搭配,可以避免陰極結構缺陷、進而發生不良電化學反應。HIU 電池電化學 Guk-Tae Kim 表示,電解質新配置顯著降低結構高鎳陰極的變化。

德國研究團隊實驗指出,新型鋰金屬電池的能量密度已經高達 560 Wh/kg,遠高於市面常見鋰離子電池的  250~300 Wh/kg ,電池的初始比容量達到 214 mAh g-1,經過 1,000 次充放電循環後,容量保持率也高達 88%,平均庫侖效率為 99.94%。

新型電池的能量密度非常高,但朝向商業化還是需要一段時間,只是新型鋰金屬電池一出或許也能改變電動車、電動飛機的市場,再延長電動交通工具的行駛距離。

(首圖來源:pixabay