电池电解液技术如何提高锂金属电池的性能

据外媒报道，美国斯坦福大学的研究人员发表在《自然-能源》(Nature Energy》上的一项新研究，展示了一种全新的电池电解液技术如何提高锂金属电池的性能。
锂金属电池相比锂离子电池更轻，并且相同的重量下能够带来两倍于锂离子的能量。因此，锂金属电池是一项对电动汽车及其他设备更有前途的电池技术。
但锂枝晶生长是影响锂金属电池安全性和稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定会，不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死锂造成低库伦效率。此外，锂枝晶的形成甚至还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接，造成电池的热失控引发燃烧爆炸。
研究人员表示，电解液是阻止锂枝晶生长的关键问题，因此我们想利用有机化学为这些电池合理设计和制造新的、稳定的电解质。
研究中，研究人员利将商用的普通电解液加入了氟原子，并利用其吸引电子的能力来创建一个新分子，以使锂金属阳极在电解液中发挥良好的作用。结果是产生了一种新的合成化合物，简称FDMB。氟是锂电池电解质中广泛使用的元素，因此FDMB可大量制作并且十分便宜。
随后，研究人员在锂金属电池中测试了这种新型电解液。结果发现，经过420次充放电循环后，实验电池仍然保持了90%的初始电量。此前，普通的锂金属电池大约在30次循环放电后就不能用了。
此外，研究人员还测量了锂离子在充放电过程中的库仑效率（放电效率），在半电池的情况下，库仑效率为99.52%；在全电池的情况下，库仑效率为99.98%的。
研究人员表示，该研究为锂金属电池的应用带来了希望，也为下一代电动汽车的发展带来了新的希望。