HIU开发新型锂金属电池 具有超高能量密度和稳定性

据外媒报道，德国乌尔姆亥姆霍兹研究所（Helmholtz Institute Ulm，HIU）开发了一种新锂金属电池，能够提供极高的能量密度（基于活性材料的总重量），达到560Wh/kg，同时表现出非常好的稳定性。

（图片来源：KIT）

该研究团队采用有前景的正极和电解质组合。通过富镍正极，可提供高单位质量能量；同时，经过多次充电循环后，离子液体电解质有助于充分保存容量。

与锂离子电池相比，锂金属电池作为具有更高容量储能的解决方案，日益受到关注。然而，因为电极材料与常规电解质系统发生反应，其稳定性存在挑战。

HIU研究人员使用的是低钴富镍层状正极（NCM88），可提供高能量密度。然而，在使用是普通商用有机电解质（LP30）的情况下，其稳定性较差。研究人员Stefano Passerini表示：“在LP30电解质中，正极上会出现颗粒裂纹。电解质在这些裂纹中发生反应并破坏结构。此外，负极上会形成像苔藓一样的厚含锂层。”

因此，研究人员使用了一种具有两个阴离子的离子液体电解质 (ILE)。借助于非挥发性、不可燃的ILE，可以明显减少富镍正极中的结构变化。

有了NCM88正极和ILE电解质，锂金属电池的初始存储容量达到214 mAh/g。经过1000次充电循环后，可以保存其中88%的容量。库仑效率（电池放电容量与同循环过程中充电容量之比）平均为99.94%。