美國能源部將110萬美元獎勵給賓夕法尼亞州立大學(xué)Wang教授小組,用于研發(fā)具有自愈性的鋰陽極保護(hù)層,防止電池工作過程中枝晶的形成,實現(xiàn)高循環(huán)效率。
美國能源部車輛技術(shù)辦公室獎勵了賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授Donghai Wang一百一十萬美元,以研發(fā)一種新型鋰離子導(dǎo)體,保護(hù)金屬鋰,有望用于電車的下一代電池技術(shù)。
Wang是賓夕法尼亞州立大學(xué)能源納米結(jié)構(gòu)實驗室的主任。在新的資金資助下,他和研究團(tuán)隊用薄層納米雜化結(jié)構(gòu)物質(zhì)(有機(jī)無機(jī)雜化,如有機(jī)LixSy和有機(jī)LixPySz)來抑制鋰陽極枝晶的形成??傮w的目標(biāo)是發(fā)展具有保護(hù)性、可自我愈合的鋰金屬陽極層狀結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)高循環(huán)效率(>99.7%)和無枝晶循環(huán)。
具有鋰陽極的電池,包括能量密度很高的下一代新型電池如鋰-硫電池或者鋰空氣電池,面臨的一個挑戰(zhàn)是隨著充放電的進(jìn)行,枝晶在陽極電解液中形成、長大,最終連接了電池的陽極和陰極,導(dǎo)致短路,使得電池過熱,引起著火。
Wang的研究致力于開發(fā)出一種保護(hù)涂層,通過將陽極從電解液中分離,來防止枝晶的形成。Wang相信,一旦保護(hù)層在陽極的合適位置生成,他就能夠創(chuàng)造出一種更安全、更輕、更具能量以及更加有效率的車用電池。
Wang的獎金總額是1139319美元。他的研究項目是2016年車輛技術(shù)辦公室選擇資助的35個項目之一。資助的所有是為了降低成本,提高插入式充電的效率,研究可替代燃料和傳統(tǒng)交通工具,最大程度支持各地電動車的發(fā)展,力爭到2020年,使得插電式車輛和燃?xì)馄囈粯恿畠r便捷。
作為VTO(Vehicle Technologies Office)獎勵的一部分,能源部也給了125萬美元,用來獎勵匹茲堡大學(xué)Prashant N. Kumta的新研究項目,該項目用工程技術(shù)方法實現(xiàn)了無枝晶的鋰陽極。研究人員設(shè)計了一種鋰陽極/集流體的復(fù)合結(jié)構(gòu),用來緩解枝晶形成。研究人員將會對包含多孔泡沫(如銅)的復(fù)合結(jié)構(gòu)和最佳的同晶形鋰合金(比如鋰鎂金屬)做進(jìn)一步研究。