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引入人工界面层抑制锂枝晶
发布于 2023-12-18 11:28:07
锂枝晶的形成是锂离子电池中一个广为关注的问题，因为它会降低电池的性能，甚至可能导致安全事故。锂枝晶主要在充电过程中形成，当锂离子在负极（通常由金属锂构成）上沉积得过快或不均匀时，就有可能发展为树状或柱状的结构，这些就是锂枝晶。
为了抑制锂枝晶的生成，科学家们提出了多种策略，其中一种方法是引入人工界面层（也称为人工固态电解质界面，ASEI）。这种界面层通常由耐用、导电强并且可以容纳锂离子平整沉积的材料制成，它能够对锂离子的迁移方式进行调控，从而避免非均匀沉积和锂枝晶的形成。
人工界面层的材料可以是聚合物、无机固体电解质、复合材料等，它们被设计来具有以下几个关键功能：
- 电导率高：确保电流和锂离子能够均匀分布于负极表面。
- 化学稳定性：在电池的整个工作电压范围内，该材料应具备化学稳定性，以此减少与电解液或电极的不良反应。
- 机械强度：应具备足够的机械强度来阻止锂枝晶穿透，并在循环过程中保持结构的完整性。
- 导锂性能好：允许锂离子能够顺利通过界面层，并在负极上均匀沉积。
通过优化这些人工界面层的属性，可以有效提升电池的循环稳定性与安全性。然而，目前这一技术可能还存在成本和可规模化生产的挑战，科研人员正努力解决这些问题以便其能够广泛应用于商业化的锂离子电池中。
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