“日本开发新型无负极锂金属电池 能量密度高/寿命长”

世界汽车信息锂金属电池( lmb )是用固体金属代替锂离子制作的新型锂基二次电池，被认为是最有前景的高能量密度二次电池技术之一。 但是，这种电池存在一些局限性，例如安全问题。

(图像来源: phys )

近年来，为了提高锂金属电池的能量密度和安全性，正在通过无负极的电池设计来克服这些障碍。 据外国媒体报道，在新的研究中，日本国家工业科学技术研究所( aist )的研究人员在采用li2o牺牲剂的基础上，开发出了具有高能量密度和长寿命的新型无负极锂电池。

没有负极的全电池结构，一般以带裸负极铜集电器的全锂电池正极为基础。 顺便说一下，没有负极的锂电池的重量能量密度和体积能量密度都可以扩展到最大限度。 与以前流传的lmb设计相比，无负极的单元结构还具有价格低廉、安全性高、电池组装流程简化等其他特点。

为了充分释放不带负极的锂金属电池的潜力，研究人员首先需要知道如何实现锂金属镀层的可逆性/稳定性。 很多个人通过选择工程和更有利的电解质来处理这个问题，但很多都以失败告终。 另外，也有人试图使用盐和添加剂改善锂金属电镀/剥离的可逆性。 aist的研究人员推荐使用li2o作为牺牲剂，预先加载到lini0.8co0.1mn0.1o2表面。

研究人员表示:“实现高锂可逆性是很困难的，特别是考虑到了受限于电池配置的锂储存(一般为零锂过剩)。 在这项研究中，向lini0.8co0.1mn0.1o2正极导入li 2 o作为预载牺牲剂，提供了额外的锂源。 这可以在长时间的循环中，抵消没有初期负极的电池中的锂的不可逆损失。 ”

除了使用li2o作为牺牲剂以外，还提出了使用氟丙基醚添加剂中和li2o氧化过程中释放的亲核o2-，防止在电池正极表面涂布lif类电解质而产生的气体状o2的额外发展。 “发现li2o氧化释放的o2-物质被氟化醚添加剂协同中和。 由此，在正极/电解质界面形成lif基膜，正极表面被钝化，醚溶剂的有害氧化分解得到抑制。 ”

基于这样的设计，该研究者制造出了长寿命2.46 ah初期的无负极软包电池。 该电池的重量能量密度为320 wh kg-1，经过300个循环后，可以保持80%的容量。

该小组提出的无负极设计有助于处理锂金属电池的常见问题，推动开发更安全、能量密度高、寿命长的锂基充电电池。