国立釜庆大学研究团队开发提升锂金属电池寿命与安全性的技术
Cho Geyong 教授团队在电池隔膜上实现超薄二氧化硅纳米粒子涂层
国立釜庆大学研究团队开发出了提升下一代锂电池寿命和安全性的技术。
国立釜庆大学于1日表示，工业化学专业教授 Cho Geyongyong 研究团队成功开发出一种分离膜涂层技术，可延长用于锂金属电池的锂金属负极寿命并提高其安全性。
据国立釜庆大学介绍，由教授 Cho Geyongyong、硕士研究员 Park Jaewon、博士课程研究生 Kwon Youngje、仁川大学能源化学工学科教授 Yoon Jeongsik 等组成的研究团队，开发出了在锂金属负极中抑制锂枝晶形成的分离膜界面调控技术。
研究团队在聚丙烯分离膜上利用含氟高分子进行表面改性，并通过超薄二氧化硅（SiO2）纳米颗粒涂层，成功抑制了威胁锂金属电池安全问题的锂枝晶（dendrite，树枝状晶体）形成。
锂金属负极作为能够实现高容量锂电池的下一代负极而备受关注，但其表面生成的枝晶不仅会导致电池寿命急剧劣化，还会穿透分离膜，引发电池热失控，进而导致火灾风险。
目前，关于抑制锂枝晶的研究正积极推进，但利用传统粘结剂进行无机颗粒涂覆时，存在涂层形成不均匀、难以形成超薄涂层以及无机颗粒脱落等问题。
Cho Geyongyong 教授团队以含氟高分子为基础，通过对分离膜界面进行调控，开发出了使二氧化硅纳米颗粒形成极薄且均匀涂层的方法。
此次开发的超薄 SiO2 纳米颗粒涂层厚度仅约200纳米，同时以高密度均匀覆盖在分离膜表面。该涂层使通过分离膜的锂离子传输更加均匀，从而抑制了因局部锂离子匮乏导致过电压升高而引起的枝晶生长。
通过二氧化硅纳米颗粒涂层，不仅提升了分离膜的力学性能，还在高温（140℃）条件下抑制了分离膜的热收缩，展现出优异的高温安全特性。
Cho Gye-yong 教授团队。（上排从左起为 Yoon Jung-sik 教授、Bae Ji-woo、Kaiyun Zhang、Choi Kyung-min、Kwon Young-je、Lee Min-jung，下排从左起为 Kim Se-hoon、Cho Gye-yong 教授、Park Jae-won）
View original image本研究论文的第一作者、研究员 Park Jaewon 表示：“通过开发用于下一代锂金属电池的高性能分离膜，有望解决二次电池的主要问题——安全性，并为加快锂金属负极的商业化作出贡献。”
本研究在产业通商资源部和韩国研究财团优秀青年研究项目的支持下开展，相关成果收录于题为《Ultra-thin SiO2 Nanoparticle Layered Separators by a Surface Multi-functionalization Strategy for Li-Metal Batteries: Highly Enhanced Li-Dendrite Resistance and Thermal Properties》的论文中，并于2月1日发表在国际学术期刊《Energy Storage Materials》（影响因子20.4/期刊引证报告前2.95%）。
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