Startseite > Ausstellung > Inhalt

Optimierung der Sicherheitsleistung von Lithiumbatterien mit Bornitrid

Jul 15, 2019

Professor Yang Yuan von der Columbia University hat eine neue Methode entwickelt, um Festkörperelektrolyte in Lithium-Metall-Batterien durch Implantation von Bornitrid (BN) -Nano-Beschichtungen zu stabilisieren und so die Batterielebensdauer sicher zu verlängern.

Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien haben eine niedrige Energiedichte, eine kurze Lebensdauer und brennbare Elektrolyte. Wenn Lithiummetall anstelle der Graphitanode in der Batterie verwendet wird, kann die Energiedichte der Batterie erhöht werden; Während der Lithiumplattierung bilden sich jedoch leicht Dendriten, was zu Problemen bei der Batteriesicherheit führt. Festkeramikelektrolyt hat eine hohe mechanische Festigkeit und kann das Wachstum von Lithiumdendrit hemmen. Die meisten Festelektrolyte sind jedoch nicht stabil gegenüber Lithiumionen und können leicht durch Lithiummetall korrodiert werden, so dass sie nicht in Batterien verwendet werden können.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, verwendete das Team in Zusammenarbeit mit dem Brookhaven National Laboratory und der City University of New York 5 bis 10 Nanometer Bornitrid-Nanofilme als Schutzschichten, um den Kontakt zwischen Lithium und Festelektrolyten zu isolieren und eine geringe Menge an Polymer zuzugeben flüssiger Elektrolyt an die Grenzfläche Elektrode / Elektrolyt. Bornitrid-Nanofilm ist gegenüber Lithium chemisch und mechanisch stabil und verfügt über eine hohe elektronische Isolierung, sodass die Sicherheitsleistung von Lithiumbatterien stark optimiert wird. Forscher haben Bornitrid mit Löchern entworfen, durch die Lithiumionen hindurchtreten können, was es zu einem hervorragenden Separator macht. Darüber hinaus wird Bornitrid durch chemische Gasphasenabscheidung hergestellt, wodurch sich leicht kontinuierliche dünne Filme im Dezimeter- und Nanometerbereich herstellen lassen.

Derzeit erweitern die Forscher ihre Methoden auf verschiedene instabile Festelektrolyte und optimieren die Grenzfläche weiter, um Festkörperbatterien mit hoher Leistung und langer Lebensdauer herzustellen.