据外媒报道,韩国首尔汉阳大学(Hanyang University)的研究人员,研发一种锂金属电池(LMB),具体来说是Li/NCM电池。他们表示,这种电池在设计时考虑到电动汽车的运行要求,性能优于以往文献中提到的锂金属电池。新的LMB支持快速充电,同时提供高能量密度。

锂金属具有3860mAh/g的理论容量,是高能量密度储能电池的理想负极材料。然而,应用于电动汽车时,LMB需要适应实际运行条件。如果对电池进行快速充电,通常会加速有害锂枝晶的生长,加剧锂金属负极与电解质之间的寄生反应。在快速充电和高活性物质负载状态下,锂枝晶的生长导致循环效率降低,从而阻碍LMB在电动汽车中的使用。

汉阳研究小组采用改性有机电解质,并对锂金属进行预处理,在锂负极表面形成稳固的固态电解质界面层。对锂金属负极进行LiNO3预处理后,在负极表面会形成一层富含Li2O的SEI膜,从而提供必要的机械强度,防止SEI层过早被击穿。

结合掺铝全浓度梯度Li[Ni0.75Co0.10Mn0.15]O2正极,研究人员构建了一种LMB,其面积容量为4.1 mAh/cm 2,在3.6 mA/cm2的高电流密度下,可稳定循环300次以上,这是前所未有的。在袋型电池中循环500次后,这种LMB能够保持90%的初始容量。研究人员表示:“我们认为,这项研究是LMB设计里程上的重要一步,可以有效稳定锂金属表面。此外,这项工作还重新提出,在LMB实际应用中,选择最佳正极材料的重要性。”