為了減緩商業(yè)化鋰電池的容量衰減速度,以及有效增加智慧家居的迴圈使用壽命,有國(guó)外研究者提出應(yīng)用過渡金屬二硫化鎢納米片來改善鋰電池負(fù)極材料,以進(jìn)一步增強(qiáng)產(chǎn)品儲(chǔ)存以及運(yùn)輸鋰離子的能力,進(jìn)而能有效控制鋰枝晶的增長(zhǎng)速度。
鋰離子電池儘管已成為可擕式電子設(shè)備的主流電源,也是電動(dòng)汽車,智慧家居等電源的主要選擇之一,但依然存在使用過程中因形成鋰枝晶而發(fā)生壽命嚴(yán)重縮短,甚至產(chǎn)生安全隱患的問題。
鋰枝晶是一種樹形結(jié)構(gòu),形成於電池的鋰鍍層上。它們可以迅速穿過電池的陶瓷隔膜,即電池正極和負(fù)極之間的多孔塑膠膜。鋰枝晶不僅在生長(zhǎng)過程時(shí)會(huì)消耗鋰離子,而且一旦穿過隔膜,會(huì)使電池因正負(fù)兩極直接接觸而發(fā)生短路。
據(jù)研究者介紹,鋰電池容易形成鋰枝晶的原因有:(1)過充電時(shí),負(fù)極鋰已飽和,多餘的鋰已金屬析出;(2)大電流充電,負(fù)極表面鋰來不及向內(nèi)部擴(kuò)散,因而易在電極表面析出;(3)電極邊緣,尤其是電極對(duì)齊時(shí),受邊緣效應(yīng)影響,電流密度大,負(fù)極易析鋰。
另外,電池低溫充電、正負(fù)極極片間接觸不良、負(fù)極電解液浸潤(rùn)不好等等因素都可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)極析鋰。
為此,有科學(xué)家提出可以在鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)時(shí)加入少量的二硫化鎢納米片來作為改性劑,以進(jìn)一步增強(qiáng)材料的儲(chǔ)鋰性能與鋰離子擴(kuò)散速度,進(jìn)而降低該電極的析鋰概率。