新半导体技术降低车用锂电池起火风险.pdf

【新半导体技术降低车用锂电池起火风险】 随着电动汽车行业的快速发展，锂离子电池的安全问题一直备受关注。近年来，一项由韩国科研团队主导的新技术利用半导体技术显著提升了锂离子电池的安全性，有效抑制了可能导致电池起火的树枝状晶体生长。 锂离子电池在充电过程中，锂离子会在阳极表面沉积形成树枝状结构，即锂枝晶。这些枝晶可导致电池内部体积不稳定，引发固体电极与液体电解质间的反应，从而增加火灾的风险。为解决这一问题，韩国科学技术研究所的研究小组由李仲基博士带领，创新性地在锂电极表面形成了一种保护性的半导体钝化层。 研究团队将富勒烯，一种高电子导电的半导体材料，暴露于等离子体环境中，促使在锂电极与电解质间生成半导体钝化碳质层。这个钝化层允许锂离子自由通过，但同时阻止电子的传输，从而避免了锂晶体的形成和枝晶的生长。通过在锂对称电池中进行极端电化学环境下的测试，研究发现，带有半导体钝化碳化层的电极在高达1200次的充放电循环中能有效抑制锂枝晶生长，其稳定性远超传统的锂电极。 此外，采用钴酸锂作为正极材料的电池，在500次循环后仍能保持约81%的初始电池容量，相较于传统锂电极，性能提升了约60%。李仲基博士强调，抑制锂电极上枝晶的生长是提升电池安全性的关键，该研究提出的高效安全锂金属电极技术为研发无火灾风险的下一代电池提供了重要的理论基础。 未来，研究团队计划进一步提高这项技术的商业化可行性，寻找更经济的材料替代富勒烯，以降低半导体钝化碳层的生产成本。此项技术的应用将极大地推动电动汽车行业的安全标准提升，为锂离子电池的安全性提供更为可靠的保障。