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什么是無負極鋰金屬電池?

作者:中科電子 瀏覽: 時間:2024-06-05 19:30:00

信息摘要:

鋰金屬負極由于其超高的理論比容量(3860mAh g)以及最負的電極電勢(-3 04Vvs 標準氫電極)被譽為電池負極材料的“圣杯”。但鋰金屬電池在

鋰金屬負極由于其超高的理論比容量(3860 mAh/g)以及最負的電極電勢(-3.04V vs. 標準氫電極)被譽為電池負極材料的“圣杯”。但鋰金屬電池在裝配過程中需要使用鋰金屬帶,這給實際加工和電池組裝帶來了極大的困難。與此同時鋰金屬的高昂成本和制備、使用過程中的安全風險也限制了鋰金屬電池的規模應用。


無負極鋰金屬電池(也稱為無負極鋰電池)是一種新型的電池技術,相對于傳統鋰離子電池,其設計旨在提高能量密度和電池性能。在這種電池中,鋰金屬在充電過程中會沉積在陽極上,而在放電過程中會被消耗掉。

具體來說,鋰的來源可以分為以下幾個方面:

1.  電解質中的鋰離子:在無負極鋰金屬電池中,電解質中含有鋰鹽(如LiPF6、LiBF4等),這些鹽在溶解于溶劑中后會釋放出鋰離子。在電池充電過程中,鋰離子會在負極(通常是銅箔)上沉積,形成鋰金屬層。

2.  正極材料中的鋰:電池的正極通常是由鋰化合物(如LiCoO2、LiFePO4等)構成,這些材料在充放電過程中會釋放和吸收鋰離子。在放電過程中,鋰離子從正極材料中脫出,通過電解質移動到負極,并在負極上沉積形成鋰金屬層。

無負極鋰金屬電池是鋰金屬電池的升級版本,在充電過程中,鋰離子在負極銅集流體表面與電子結合,沉積一層鋰金屬;在放電過程中,沉積在負極銅集流體上的鋰金屬發生溶解,重新回到正極當中,如此反復。由于沒有了負極活性材料,這就使得無負極鋰金屬電池在兼顧高能量密度同時,體積能量密度和安全性得以提升,制造成本也大幅下降。金羽新能開發了二代無負極鋰金屬電池產品。該公司推出的代表型號擁有15Ah的容量,其質量能量密度超過420Wh/kg,體積能量密度則超過1100Wh/L。

在獲得客戶樣品驗證通過的基礎上,金羽新能進一步克服了多項無負極鋰金屬電池量產技術難題,這包括超薄銅箔的快速切疊技術、新型電解液的大批量制備,以及體積膨脹的約束工藝。在實際飛行測試中,使用這種新電池的無人機續航時間從30分鐘顯著提升到了60分鐘以上,大幅擴展了無人機的作業范圍。

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