新式三明治构造复合隔阂按捺Li枝晶成长 进步锂电池寿数

锂离子电池是现在最为常用的化学储能电源，从手机到笔记本电脑，再到电动汽车，都能见到锂离子电池的身影。尽管锂离子电池具有能量密度高，无回忆效应等长处，可是现有的锂离子电池的能量密度的无法满足手机、电动汽车等电动工具对高比能储能的需要，因而Li金属电池的研讨就进入到了大家的视界当中。

金属Li的比容量为3800mAh/g左右，是石墨资料的的10倍，并且金属Li的对规范氢电极的电势为-3.04V，能进步电池的全体电压。可是金属Li电极还存在着许多的疑问，主要是循环寿数短和安全疑问，Li+在金属Li的外表分出时，因为部分极化的存在，很容易构成Li枝晶，即便是在现在广泛选用的石墨负极上，在大电流充电，过充和低温充电等恶劣情况下，仍然会出现Li枝晶的分出疑问。

严峻的Li枝晶会刺穿隔阂，致使正负极短路，引起安全疑问。即使Li枝晶不引起安全疑问也会构成电池容量的损失，当Li枝晶成长到必定的长度，就会发作开裂，构成死Li，构成不可逆的容量损失。

因而为了进步金属Li电池和锂离子电池的安全性和循环寿数，电池网就需要削减和防止Li枝晶的发作和成长，近来斯坦福大学的Kai Liu等人就研讨了一款新式的三层复合隔阂，该隔阂由两层隔阂中心夹着一层纳米SiO2颗粒构成，纳米SiO2颗粒能够与Li枝晶反响，及时吸收Li枝晶，防止Li枝晶的进一步成长，然后进步锂离子电池的寿数和安全性能。该隔阂具有以下几大特色：

1首要纳米SiO2颗粒能够经过隔阂隔离，不会与金属Li负极直触摸摸，防止了嵌锂，只有在与枝晶的进程中才会发作嵌锂。

2因为在两层隔阂中见加入了纳米SiO2颗粒，因而明显的进步了隔阂的空地率，加马上Li+的扩撒，因而三层复合隔阂并不会使电池的阻抗添加。

3SiO2成本低，并且该隔阂的制备技术简略，合适批量化生产。

比较于传统的陶瓷涂层隔阂，这种三明治构造的薄膜，SiO2颗粒不直接与正负极触摸，防止了许多的副反响的发作。并且这是一种自动机制的隔阂，能够自动与生成的Li枝晶反响，进步电池的安全性和循环寿数。比较于传统的陶瓷涂层隔阂的两面涂布方式，这种三明治构造的复合隔阂的构造愈加稳定。

这种隔阂的制备进程如下所示，首要Kai Liu使用溶胶-凝胶法组成了粒径在400nm左右的SiO2纳米颗粒，然后以PVDF作为粘结剂，将纳米SiO2颗粒涂布在一层12微米的聚合物多孔隔阂上。然后将两层这么制备的隔阂，SiO2颗粒的那一面相对，制成三明治构造的复合隔阂。

锂电池厂商三层复合隔阂不仅能够用于金属Li电池，抑制Li枝晶的成长，还能用于商业锂离子电池上，削减负极外表Li枝晶成长，然后到达进步电池的寿数和进步安全性的目的。纳米SiO2颗粒具有组成技术简略，成本低的长处，因而该隔阂的制备成本较低，合适规模化生产。