獨(dú)家 | 可很快給鋰電帶來巨大商業(yè)收益！微小變化即可改善自放電！特斯拉資助科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)！
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“康橋電池能源CamCellLab”專注于新型電池技術(shù)、算法模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)及可視化、電池管理技術(shù)方案研究與專家咨詢服務(wù)。
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鋰離子電池的自放電 是指在沒有任何外部負(fù)載或放電的情況下充滿電的電池逐漸損失能量。這是由于電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生的自然現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致電池電壓和容量隨時(shí)間緩慢衰減。這可能導(dǎo)致電池失去保持電荷和按預(yù)期運(yùn)行的能力。自放電率取決于多種因素，包括電池的溫度、化學(xué)成分和設(shè)計(jì)。
為了最大限度地減少自放電， 制造商通常會(huì)在電極上添加特殊涂層或使用特殊包裝材料來減緩化學(xué)反應(yīng)。然而，自放電仍然是鋰離子電池開發(fā)中的一個(gè)挑戰(zhàn)，并且正在進(jìn)行研究以提高其性能。
“康橋電池能源CamCellLab”公眾號(hào)了解到， 近日，由特斯拉資助的加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)（Dalhousie University）電池研究中心的研究人員在鋰離子電池的自放電方面取得了重大發(fā)現(xiàn)。
圖1： 杰夫·達(dá)恩 教授
邁克爾·梅茨格 （Michael Metzger）副教授領(lǐng)導(dǎo)了這次研究。他和同事將裝有普通電解質(zhì)溶液的電池放入四種不同溫度的烘箱中。一個(gè)在 25°C 時(shí)保持透明，而樣品在 55°C 時(shí)呈淺棕色，最高的一個(gè)在 70°C 時(shí)呈血紅色。他們進(jìn)行了化學(xué)分析并查看了電解液的化學(xué)成分。
研究人員發(fā)現(xiàn)， 鋰離子電池電芯使用膠帶是自放電的原因。在一些鋰離子電池中，卷繞電芯后通過簡(jiǎn)單的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 膠帶固定在一起。在電池中溫度較高時(shí)，這種塑料會(huì)分解形成對(duì)苯二甲酸二甲酯 (DMT)，它充當(dāng)使電池放電的“電化學(xué)穿梭機(jī)”。DMT會(huì)在正極還原，負(fù)極氧化，并在正負(fù)極之間穿梭，造成自放電。
這一發(fā)現(xiàn)令研究人員感到意外， 因?yàn)镻ET是廣泛使用的塑料，它僅以膠帶的形式存在于所研究的電池中。梅茨格教授認(rèn)為， 這是從未預(yù)料到的事情，因?yàn)闆]有人關(guān)注這些不活躍的成分。他稱之為“商業(yè)相關(guān)發(fā)現(xiàn)”，因?yàn)楝F(xiàn)在這個(gè)問題可以用不同的材料來解決。例如使用不會(huì)降解的更穩(wěn)定的材料替換 PET 膠帶。
“康橋電池能源CamCellLab”公眾號(hào)了解到， 梅茨格團(tuán)隊(duì)已經(jīng)和一些電池制造商聯(lián)系，告知他們這一小而有效的變化。而一些鋰離子電池制造巨頭已經(jīng)對(duì)此產(chǎn)生極大興趣。
梅茨格教授對(duì)此非常滿意， 他認(rèn)為，這是一件小事，但它絕對(duì)可以幫助改進(jìn)電池。
加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)和電動(dòng)車“一哥”特斯拉合作已久 。達(dá)爾豪斯大學(xué)的杰夫·達(dá)恩（Jeff Dahn）教授被廣泛認(rèn)為是鋰離子電池領(lǐng)域的領(lǐng)先專家之一。自2016年，特斯拉就開始資助達(dá)恩團(tuán)隊(duì)，為他的團(tuán)隊(duì)提供電池技術(shù)和工程資源。而達(dá)恩教授和他的團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)鋰離子電池技術(shù)的最先進(jìn)水平方面取得了重大進(jìn)展。他們發(fā)表了大量關(guān)于電池循環(huán)性能、熱管理和安全性等主題的研究論文。他們還開發(fā)了幾種新材料和電池設(shè)計(jì)，有可能提高鋰離子電池的能量密度、功率密度和整體性能。
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