近几年,国内外储能科学家已设计出了一种新型的电极材料——氧化钨电极,其因有较大的比表面积与孔隙率特点,而能加大带电锂离子的储存能力,减少游离在负极表面的离子量,进而防止生成锂枝晶,有效避免锂电池短路,大幅度提高安全性能。
据了解,除了氧化钨电极能够避免锂电池短路外,还有单层石墨烯电极。石墨烯电极是由军事科学院、北大等单位联合研究团队合成的,且相关论文已被研究者发表在《储能材料》(Energy storage materials)杂志上。
近年来,大多数研究者是以多孔碳基材料构筑金属锂负极骨架的方法来抑制锂枝晶生长,但效果不佳。对此,北大研究员课题组利用化学气相沉积法在铜箔上生长出了单层石墨烯,以用来排除多孔碳带来的一切耦合因素对锂沉积的干扰,进而实现对金属锂在碳晶格上的异相成核行为的了解。
经非原位扫描电镜实验表明,相对于传统金属集流体来说,锂在完美碳基面上的成核位垒更高、更难成核,这也意味着石墨烯能有效抑制锂枝晶的形成。另外,研究员还发现了碳晶格上存在的位错等缺陷能促进锂成核、在锂枝晶交汇点处锂存在二次成核等现象。
经过上述内容的介绍,我们知道了氧化钨电极与单层石墨烯电极在形成锂枝晶方面都有着较好的抑制效果,显著提高了锂电池的综合质量,使之有更广泛的应用领域。