致力于改善锂离子电池电极表面不稳定的情况

汽车 2020-11-11 18:22:37

虽然为电动汽车提供动力的锂离子电池非常耐用,但随着时间的推移,电池的性能仍然会下降,最终会导致电池保持电荷的能力下降,降低电池能量密度,缩短电池的使用寿命。

因此,很多电池制造商都在致力于减轻电池退化,以提高锂离子电池的整体性能,因为电动汽车和储能系统等很多电子设备都需要配备锂离子电池。据外媒报道,加州电池初创公司Coreshell Technologies就在解决该问题,并且还成功在新一轮融资中筹集了400万美元,以继续从事改进锂离子电池的研究。

该公司成立于2017年,致力于改善锂离子电池“电极表面不稳定”的情况,此种不稳定性是导致电池在充放电循环中损失能量的直接原因。除了造成性能损失,电池退化最终还会产生更高的成本。

Coreshell表示,该轮融资由Entrada Ventures领投,其余投资者还包括Baruch Future Ventures、Tsingyuan Ventures、加州大学伯克利分校的Skydeck、加州能源委员会(the California Energy Commission)、Sema Translink和Alchemist Accelerator参投。

Coreshell研发了一种独特的纳米涂层,可涂覆在电极上,以保护电池免受导致电池容量下降化学反应的影响。该公司表示,该涂层被涂在电极上后,可以提高电池的电压范围以及能量密度。更确切地说,该涂层有助于加快固体电解质间相(SEI)的形成。

在电池充放电循环中,由于电解质分解,电池内部的电极表面会形成一种涂层,就是SEI,可被看成是新电池的“侵入”过程,可帮助电池保持电荷。

当锂离子和电子在阴极和阳极材料之间移动时,SEI就会形成。Coreshell表示,虽然电子需要在导电材料中移动才会产生能量,但SEI的形成会导致电极表面不稳定,从而导致电池随着时间的推移而退化。

不过,Coreshell研发的纳米涂层会阻挡部分电子,导致SEI更快地形成,同时也仍允许锂离子在阳极和阴极材料间更快地移动,且不会被“卡住”。因此,可以利用更低比例的锂来加速“侵入”过程,而且现在的电池制造商都在努力减少电动汽车电池中的锂含量。

Coreshell表示,其首款产品可让现有的电池降低高达30%的成本。不过,该公司遇到的挑战是,如何在标准的锂离子电池制造过程中采用其纳米涂层。Coreshell公司联合创始人兼首席执行官表示,由于薄电极层都是在类似于报纸印刷机的“卷对卷”机械上生产的,所以目前面临的挑战是如何应用液体形式的涂层。

现在,Coreshell正与德国化学公司巴斯夫(BASF)合作,在巴斯夫的材料上测试其涂层。巴斯夫是电池高能量密度阴极活性材料的主要供应商,该公司发言人表示,Coreshell的涂层让标准电池材料的性能有所改善。

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