核磁共振新應用,設計出更安全高效鋰離子電池

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 22 日 15:00 | 分類 能源科技 , 鋰電池 , 電力儲存 line share follow us in feedly line share
核磁共振新應用,設計出更安全高效鋰離子電池


核磁共振能以非侵入性的方式檢查人體內腦部、肝臟、脊椎等部位的病變狀況,除此之外,科學家發現這項技術還可以檢查電池,應用在最佳化鋰電池陽極、電解質中,設計出下一代鋰離子電池。

有別於傳統鋰離子電池採用的石墨陽極,鋰金屬陽極可以提高電池的儲電容量,大幅提高續航里程,但是鋰金屬是元素週期表中反應性最強的元素之一,很容易形成鈍化層,影響鋰離子在電池充放電過程中的移動方式,降低電池性能。

且鈍化層(固態電解質介面,SEI)化學成分難以研究、更不用說進一步捕捉鈍化層中鋰離子移動狀況。

電子顯微鏡等其他表徵方法只能看到鋰金屬表面鈍化層圖像,無法精準確定無序物質的化學成分、無法「看到」離子傳輸。對此美國哥倫比亞大學工程學院團隊提出新的方法,利用核磁共振光譜,釐清鋰鈍化層結構跟鈍化層在電池中的實際功能。

團隊檢查過去 6 年在實驗室收集的資料,他們發現核磁共振可以感知鋰金屬電池鈍化層中化合物結構的變化,過去認為難以捉摸的結構-性能關係,終於窺見一絲關鍵。研究人員認為,需要結合多種技術,如核磁共振、其他光譜、顯微鏡、電腦模擬和電化學方法,來開發和推進鋰金屬電池的發展。

負責人 Lauren Marbella 表示,如果我們掌握這些資料,就可以將特定的鈍化層結構和特性聯繫起來,設計出更高性能電池。

未來 Marbella 團隊將繼續將核磁共振與電化學技術結合,期望更了解鋰金屬電池不同電解質的鈍化層成分和特性。

(首圖來源:shutterstock)

想請我們喝幾杯咖啡?

icon-tag

每杯咖啡 65 元

icon-coffee x 1
icon-coffee x 3
icon-coffee x 5
icon-coffee x

您的咖啡贊助將是讓我們持續走下去的動力

總金額共新臺幣 0
《關於請喝咖啡的 Q & A》