慕尼黑工业大学开发新电池测试技术
慕尼黑技术大学(TUM)与Forschungszentrum Jülich合作,开发了一种全新的电池测试过程,旨在直接研究锂阳极沉积,当锂电池充电速度过快时,它将导致电池容量减小和寿命降低。
锂离子电池阳极锂的沉积是限制充电电流的主要因素之一,电池的性能明显受金属镀层的影响。当电池充电时,带正电的锂离子通过液体电解质,并沉积在多孔的石墨阳极中。
然而,电流越大,温度越低,锂离子在电极内不像所期望的那样沉积在电极上,而是在外部表面形成一层固体金属层。
Jülich能源和气候研究中心的Josef Granwehr博士说:“使用传统的显微镜方法,我们只能在使用后观察电池,在这个过程中,进一步的反应扭曲了结果,这是不可避免的。”
然而,电子顺磁共振光谱学可以很容易地集成到实验室的程序中。这种方法类似于更广为人知的核磁共振(NMR)光谱学,但重点是电子自旋而不是原子核。
Johannes Wandt博士说:“使用EPR检测锂电镀的关键是要构建一个符合EPR光谱学要求的测试单元,同时显示出良好的电化学性能。精确的测量结果取决于样品是否暴露在磁场中,而不是不可避免地出现在电场中。
“利用这个过程,现在是第一次能够以不同的方式研究锂电镀和相关的过程,这与一系列的应用程序有关,” Jülich能源和气候研究中心主任Rudiger Eichel补充道。“我们的测试过程决定了锂电镀前的最大充电电流,以及确定其他边界条件,如温度和电极几何形状的影响。”
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