2022新能源电池前沿科技(宁波材料所定量分析锂负极助力延长锂金属电池寿命)

电动悟空摘录 据外媒报道，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（NIMTE）研究员刘兆平领导的团队提出了一种可以准确量化锂金属电池实际可逆性和不可逆性的分析方法。

(图片来源:中科院)

锂金属电池具有优异的能量密度，是电池技术领域的重要焦点。然而，锂金属负极电化学可逆性差已成为提高锂金属电池循环寿命的瓶颈。因此，准确分析锂金属负极的可逆性是开发长寿命锂金属电池的重要前提。

锂电池循环过程中，锂负极中的锂库将不断补偿不可逆的锂损失，因此锂金属负极的真实可逆性仍是未解之谜。

考虑到这一点，研究人员开发了一种创新的方法来区分循环锂负极中的活性锂和非活性锂，并分别进行定量分析。该方法首次实现了锂金属负极电化学可逆性的准确定量。

考虑到包裹死锂的固体电解质界面膜有机溶剂屏障，研究人员创新使用联苯/四氢呋喃混合溶剂，实现了活性锂与死锂的物理分离。锂离子锂溶解在联苯/四氢呋喃中后，用电感耦合等离子体-光学发射光谱法测定锂离子的数量。此外，残余死锂与去离子水反应产生的氢气量采用气相色谱法测定，从而实现活性锂和死锂的精确量化。

以锂金属负极不可逆性随循环次数呈指数增长的数学模型为基础，研究人员对不同循环次数后的“活性锂”和“死锂”含量进行定量分析，从而得到描述锂金属负极真实可逆性的关键参数。

该定量分析方法也可用于实际的软包电池，反映了锂金属负极在不同操作条件下的内部可逆差，包括堆叠压力和充放电速率。

本工作为深入了解不同设计参数和操作条件对锂金属负极可逆性的影响提供了定量的比较工具，为准确评确评价锂金属电池降解和故障的途径，有助于进一步设计和开发高性能锂金属。