电动悟空摘录 锂离子电池具有效率高、使用寿命长的优点

电动悟空摘录 锂离子电池具有效率高、使用寿命长的优点，已广泛应用于电动汽车中。然而，随着用户对里程的要求越来越高，研究人员将注意力转向锂金属电池。在锂金属电池中，锂金属负极可以提供比石墨负极更高的能量密度。目前，研究人员面临的最大挑战之一是在电池充放电时找到稳定负极的方法。

(图片来源:布鲁克海文实验室)

据外媒报道，布鲁克海文实验室（Brookhaven Lab）西北国家和平洋实验室（PNNL） 锂金属电池固体电解质界面膜的研究人员（SEI）深入研究。这是电池放电时负极和电解质之间形成的化学层，对提高锂金属电池的稳定性至关重要。

该团队使用国家同步加速器光源 II（NSLS-II），深入研究SEI复杂而难以捉摸的化学成分。研究材料的原子级成分，该设施可亮的X射线。

多年来，研究人员一直在使用它NSLS-IIX射线粉末衍射（XPD）在电池化学领域，光束线的先进性取得了新的发现。基于以往的研究成果，团队重用XPD准确发现界面膜。研究负责人Enyuan Hu以前发现高能同步加速器X射线不会破坏界面膜样品，他说。由于表征界面膜最大的挑战之一是样品对其他类型的辐射非常敏感，包括低能X射线，因此具有重要意义。因此，在这项工作中，研究人员通过X射线两种技术，X对分布函数进行射线衍射和分析，发现锂金属负极界面膜中结晶相和非晶相的化学成分。该团队在锂金属电池循环50次后收集到足够的界面膜样品，然后拆卸电池，从锂金属表面刮掉微量界面膜粉末XPD为了揭示复杂的化学成分，高能X射线对准样品。”

研究人员说，XPD它是世界上为数不多的能够进行这项研究的光束之一。该技术具有吸收截面小、对样品损坏小三个优点；结合技术X 通过高强度光束从微量样本中获取质量数据，获取真实空间信息的相位信息和分布函数。

这种独特的先进X射线技术组合为团队提供了详细的界面膜成分化学地图，包括其起源、功能、相互作用和进化。

布鲁克海文实验室博士后Sha Tan研究人员专注于界面膜的三个不同组成部分，首先是氢化锂及其形成机制。之前的研究发现，界面膜中有氢化锂，这次确定了氢源。具体来说，该团队确定，在锂金属负极中发现的氢氧化锂可能是氢化锂的贡献者。在设计过程中，控制这种化合物的组成有望充分提高界面膜的性能。

Tan其次，研究人员讨论了氟化锂，发现它可以在低浓度电解质中大规模形成。这种物质对电化学性能非常重要。此前，研究人员认为氟化锂只能在使用高浓度电解质时形成，这取决于昂贵的盐。这项工作提供了证据，低浓度电解质更具成本效益，预计将在电池系统中发挥良好的作用。

Tan第三，研究人员观察氢氧化锂，以了解其在电池循环过程中的消耗。这些新发现对了解界面膜具有重要意义。

总之，这些发现有助于发现之前被忽视的界面膜成分，更准确可控地设计锂金属电池的界面膜。