LG Ensol 确保“900 公里行驶里程”的电池技术
LG能源解决方案和KAIST共同研究组7日表示,成功开发出了划时代地提高作为新一代电池备受瞩目的"锂金属电池"性能的技术。
其主要内容是,与目前大众使用的锂离子电池相比,行驶距离增加约50%,大幅改善充电、放电效率及寿命的锂金属电池相关源泉技术等。 特别是此次研究论文被刊登在世界性科学学术杂志《自然能源》上,其成果得到了认可。
LG能源解决方案和KAIST为了开发新一代锂金属电池相关的原创技术,于2021年成立了共同研究中心FRL(Frontier Research Laboratory),并进行了约2年的研究。
FRL是LG能源解决方案与国内外优秀大学及机构一起执行新一代电池相关研究开发(R&D)课题的共同研究中心。 LG能源解决方案除了KAIST之外,还与美国圣地亚哥加利福尼亚大学(UCSD)、德国明斯顿大学及亥姆霍兹研究所等运营FRL。
锂金属电池是指用锂金属代替石墨系负极材料,比现有的锂离子电池大幅减少负极材料的重量和体积的电池。 通过这些可以大幅提高能源密度和行驶距离,被选为新一代电池之一。
但是,现有的锂金属电池因阴极表面产生的"石榴石(Dendrite)"和液体电解液可能会持续腐蚀,因此一直被认为是威胁电池寿命和安全性的局限性。 石榴石是指在电池内锂电沉积过程中,在负极表面以树枝状堆积锂晶体。
共同研究组为了解决这一问题,在世界上首次使用了"硼酸盐-吡喃(borate-pyran)基础液体电解液"
该电解液在充放电时,将锂金属阴极表面形成的数纳米(1纳米=10亿分之一米)厚度的固体电解质层(SEI)重组为缜密的结构,起到阻断电解液和锂金属阴极之间的腐蚀反应的作用。
通过这种方式,不仅可以提高锂金属电池的充放电效率,还可以提高能量密度,一次充电可行驶900公里。 这比适用于现有高性能电动汽车的锂离子电池行驶距离(约600公里)高出50%。
此外,还可以再充电400次以上,确保寿命稳定性。 此次研究中体现的锂金属电池与全固体电池不同,驱动时不需要高温度和压力,因此为了提高电动汽车的行驶距离,还可以设计简化的电池系统。
LG能源解决方案未来技术中心副社长郑根昌(音)强调说:"解决了使用液体电解液的锂金属电池的代表性难题,进一步走向商用化。今后将通过与FRL的积极合作,带头实现新一代电池商用化。"
韩国科学技术院生命工学系教授金熙卓(音)表示:"此次研究是以至今为止认为不可能实现的液体电解液为基础的锂金属电池的实现可能性可视化的研究。" 论文的第一作者、韩国科学技术院博士课程权赫镇(音)表示:"通过锂金属阴极界面的纳米级控制,可以克服锂金属电池的局限。"
