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據外媒報道，由大邱慶北科學技術院(DGIST)研究人員負責的團隊開發了一種新概念系統，可以大幅提高下一代電池的穩定性和使用壽命。預計該系統可以將靜態的液體電解質變為動態，從而解決枝晶生長問題，將有助于加速下一代電池的商業化進程。
目前，在電動汽車中，大多數商用電池都使用石墨負極。但是，石墨負極比較重，而且在電池內部占據了大量空間，限制了能量密度。這使電池無法長期運行，因此需要更輕、更小的負極材料。
作為下一代負極材料，鋰金屬日益受到關注，因其可以解決這些問題。然而，在鋰電池充電過程中，鋰金屬負極表面容易生長枝晶，使其商業化進程受到影響。這往往嚴重依賴于電解質中的離子傳輸現象。換句話說，當離子的傳輸速度越快，更加均勻時，枝晶生長更容易控制。因此，為了抑制枝晶生長，需要提出一種更快、更均勻的離子傳輸方法。
該團隊制作了一種納米自旋棒(NSB)，可以對外部磁場做出反應，使電池中的靜態電解質溶液轉變為動態狀態，并將其置入電解質溶液中，產生微對流。事實上，通過施加外部旋轉磁場來遠程傳輸動力，可以旋轉分布在整個電解質中的NSB。與之前的方法相比，這項工作可以促進離子快速傳輸，同時將離子擴散降低約32%，從而實現均勻的離子傳輸。
通過應用磁性納米顆粒(NSB)和外加磁場來實現動態離子傳輸，可以促進快速均勻地傳輸鋰離子，經過驗證在高充電速率下，也能有效控制枝晶的形成和生長。將NSB添加到其他電解質中也能起到同樣的效果。如果使用該團隊開發的電解質來制造鋰金屬電池，并在外部施加旋轉磁場，與現有系統相比可大幅提高電池壽命。
DGIST能源科學與工程系Lee Hong-kyung教授表示：“這是一種新概念電解質系統，可以創造出以前從未嘗試過的動態電解質，并通過使用磁性納米顆粒改變電解質研究的范式。這種概念可以立即應用到使用液體電解質的各種電化學系統。”
浙公網安備 33010602000006號
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