尽管电动汽车（EVs）发展迅速，但锂离子（Li-ion）电池仍有火灾和爆炸的风险。在解决这一问题的方法中，韩国研究人员利用半导体技术来提高其安全性。由储能研究中心的Joong Kee Lee博士领导的韩国科学技术研究院（KIST）的一个研究小组，通过在锂离子电极表面形成保护性的半导体钝化层，成功地抑制了树枝状晶体的生长，这种晶体有多个分支，会导致电动车电池起火。
当锂离子电池充电时，锂离子被输送到阳极（负极），并以金属锂的形式沉积在表面；在这一点上，形成树状枝晶。这些树枝状的锂离子是造成不可控的体积波动的原因，并导致固体电极和液体电解质之间的反应，从而引起火灾。不出所料，这严重降低了电池的性能。
为了防止枝晶的形成，研究小组将等离子体暴露于富勒烯（C60），一种高度电子导电的半导体材料，导致锂电极和电解质之间形成半导电钝化碳层。半导电钝化碳质层允许锂离子通过，同时由于肖特基势垒的产生而阻止了电子，通过阻止电子和离子在电极表面和内部的相互作用，它们阻止了锂晶体的形成和随之而来的树枝状物的生长。
在极端的电化学环境中使用锂/锂对称电池测试了带有半导电钝化碳质层的电极的稳定性，典型的锂电极在长达20个充电/放电循环中保持稳定。新开发的电极显示出明显增强的稳定性，锂枝晶的生长被抑制达1200个循环。此外，在开发的电极之外使用钴酸锂（LiCoO2）阴极，在500次循环后保持了约81%的初始电池容量，比传统锂电极提高了约60%。
首席研究员Joong Kee Lee博士说："有效抑制锂电极上的枝晶生长对于提高电池安全性至关重要。本研究中提出的开发高度安全的锂金属电极的技术为开发不构成火灾风险的下一代电池提供了蓝图"。李博士说他的团队的下一个目标是提高这项技术的商业可行性。"我们的目标是通过用不太昂贵的材料替代富勒烯，使半导电钝化碳层的制造更具成本效益"。


来源：贤集网