為了使目前所製備的航太鋰電池?fù)碛懈玫拇笕萘颗c高安全性的相容性,儲(chǔ)能研究者表示其負(fù)極在製造時(shí)應(yīng)摻入一定比例的紫色氧化鎢超細(xì)顆粒來(lái)作為表面修飾劑。這主要是因?yàn)樵撴u氧化物具有豐富的裂紋和較高的化學(xué)活性等特點(diǎn),能存儲(chǔ)更多的活性鋰離子,進(jìn)而有效降低鋰枝晶的形成速度。
20世紀(jì)70年代誕生了一次性鋰電池,由於其優(yōu)異的性能,迅速成為了多種電子設(shè)備的首選電源。但以金屬鋰為負(fù)極的鋰二次電池的迴圈性能不好,在充放電迴圈過程中,容易形成鋰枝晶。
鋰枝晶的危害主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面:一是鋰枝晶會(huì)穿透電池隔膜,使正負(fù)極直接接觸而引發(fā)電池短路,導(dǎo)致大電流放電,同時(shí)釋放出大量的熱能,最終導(dǎo)致電池起火或爆炸;二是電池放電過程中鋰枝晶的不均勻溶出,使得鋰枝晶與電極基體脫離,失去活性,成為“死鋰”,“死鋰”的形成不但會(huì)引起電池比容量的下降,同時(shí)還會(huì)給電池帶來(lái)明顯的安全隱患。
怎樣避免鋰枝晶的形成:(1)控制正負(fù)極集流體塗布後的平整度;(2)負(fù)極顆粒的尺寸要小於臨界熱力學(xué)半徑;(3)添加穩(wěn)定負(fù)極-電解液介面的電解液添加劑;(4)替換液體電解質(zhì)為高強(qiáng)度凝膠/固體電解質(zhì)。
就現(xiàn)在的生產(chǎn)研究狀況來(lái)看,大多數(shù)的科學(xué)家都對(duì)負(fù)極進(jìn)行改善,如添加適量的紫色氧化鎢粉末,在增加鋰離子儲(chǔ)存位置的同時(shí),也可改善鋰離子在活性物質(zhì)中的傳輸速率。
所以,航太鋰電池就非常適合配備含有紫色氧化鎢顆粒的負(fù)極。