半导体技术可减少动力电池起火风险

2021-06-23 11:45

在锂离子电池充电时，锂离子被输送到负极，并以锂金属的形式沉积在电池表面，从而形成枝晶突起。这些锂枝晶能够引起不可控性体积波动，并导致固体电极和液体电解质之间发生反应，从而引起火灾，并严重影响电池性能。

为有效解决这一问题，由韩国科学技术院（KIST）储能研究中心的Dr. Joong Kee Lee领导的研究团队，通过在锂电极表面形成保护性半导体钝化层，成功抑制枝晶生长。这种晶体具有多个分支，能够导致电动汽车中的电池发生火灾。

据了解，为了防止枝晶形成，研究团队将等离子体暴露在富勒烯（C60）中。富勒烯是一种高电子导电半导体材料，可使锂电极和电解质之间形成半导体钝化碳质层。

半导体钝化碳质层允许锂离子通过，同时通过产生的肖特基势垒阻止电子，并阻止电子和离子在电极表面和内部相互作用，避免形成锂晶体和枝晶生长。

Dr. Joong Kee Lee表示：“有效抑制锂电极上的枝晶生长，有助于提高电池安全性。这项研究提出开发高度安全的锂金属电极的技术，为开发没有火灾风险的下一代电池提供了蓝图。”

研究团队的下一个目标是，提高这项技术的商业可行性：“用更便宜的材料代替富勒烯，以制造半导体钝化碳质层，使其更具成本效益。”

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