大國院士 作品

第二百三十七章:解決鋰枝晶難題的關鍵

  這讓徐川確定了並非實驗步驟有問題,那麼剩下的就只有材料了。

  “是人工sei材料有問題嗎?”

  看著實驗室中正進行充放電循環測試的電池,徐川的目光彷彿猶如透視一般,深入了鋰電池中,看到了正在不停搬運鋰離子的負極薄膜。

  “不,這種人工sei膜沒問題,我曾經拆開檢測過市面上的鋰離子電池研究過,這種成熟的商業用品不可能有缺陷。”

  “如果是這樣的話,那麼導致鋰離子出現析鋰、鋰沉積等問題的原因,可能出現在電解液中。”

  “或許是電解液出現了問題,可能是電解液與人工sei膜並不匹配導致的。”

  腦海中,一項項的信息在不斷的被剖析,利用未來二十年的眼光,徐川在不斷的迅速排查著問題。

  人工sei材料有問題這一選項被他直接排除。

  這就是他的優勢。

  如果是其他的研究所或者實驗室,絕對會將目光繼續鎖定在人工sei上,認為它不完善,會想盡辦法繼續改進。因而浪費大量的時間和精力。

  但徐川不同,他是站在巨人的肩膀上展望未來,那些地方有問題,他可以憑藉先知般的經驗來直接排除。

  而其他實驗室或研究所,即便是懷疑可能是電解液出了問題,也不敢像他一樣這般確定。

  .......

  確定問題並非出自人工sei薄膜上後,他迅速找來了這種新電池使用的電解液。

  鋰離子電池的電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配製而成的。

  川海材料研究所使用的電解液,是市場上很常見的種類。

  主要由環狀碳酸酯、碳酸乙烯、二氟草酸硼酸鋰等材料構成,此外還有一些其他的添加材料。

  其中環狀碳酸酯是一種性能優良的有機溶劑,可溶解多種聚合物,是鋰電池中最常見的一種有機溶劑。

  而碳酸乙烯則是一種不可或缺的添加劑,它添加到電解質中可以顯著的提高電池性能。火山文學

  至於二氟草酸硼酸鋰則是電解質鋰鹽,用於運載鋰離子。

  三種主要材料,都是相當常見的東西,有著各自的優點和缺點。

  徐川並沒有理會其他的稀少添加材料,直接將目光鎖定在了這三種主要材料上。

  大規模且異常的析鋰反應和科學直覺告訴他,問題大概率出在這三種材料中的一種中。

  思索了片刻後,徐川將目光鎖定了碳酸乙烯和二氟草酸硼酸鋰上。

  這兩種材料相對於環狀碳酸酯來說,更容易出問題。

  環狀碳酸酯的性能很穩定,是目前市面上很多鋰離子電池都會使用的有機溶劑,如果它出現了問題,那麼鋰電池的的庫倫效率基本提升不到99.95%以上。

  但目前市面上的電池,庫倫效率基本都在99.95%以上,所以它應該可以先排除。

  至於碳酸乙烯和雙草酸硼酸鋰,徐川想了想,將最終的選擇鎖定在二氟草酸硼酸鋰這種鋰電解質上。

  原因一樣,碳酸乙烯同樣是電解液中常用的添加劑,它幾乎存在於每一種類型的鋰離子電池中,適應性相當廣。

  而二氟草酸硼酸鋰則不同,儘管市面上很多鋰離子電池都是使用的這種電解質鋰鹽,但它有著自身的缺陷。

  比如它的溶解度差,離子電導率相對較低等問題。

  且更關鍵的是,它與鋰離子電池的負極材料,一般是集流體鋁形成穩定的鈍化膜。

  儘管它能保護負極集流體鋁免受電解液的腐蝕,但也會在一定程度上干擾鋰離子的通過。

  毫無疑問,它是三種材料中最值得懷疑的。

  ......

  確定了目標,徐川也沒有繼續浪費時間,直接開始了實驗。

  他並沒有將這份工作交給研究所的其他人,而是親自動手。

  測試方法很簡單,既然懷疑二氟草酸硼酸鋰有問題,那就直接換一種電解質鋰鹽。

  能代替它的產品有很多,無論是常規無機電解質鋰鹽中的高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰等材料;還是有機電解質鋰鹽中的雙草酸硼酸鋰、雙二氟磺酰亞胺鋰等材料都可以代替。