尽管电动汽车(ev)发展迅速，但锂离子电池仍存在火灾和爆炸风险。在解决这一问题的方法中，韩国研究人员使用了半导体技术来提高安全性。一个研究小组从韩国科学技术院(KIST)研究所的博士Joong凯李中心的能量储存的研究已经成功地抑制树突的生长,晶体具有多个分支,导致电动汽车电池火灾通过形成保护半导体李电极表面的钝化层。
当锂离子电池充电时，锂离子被输送到阳极(负极)，并以锂金属的形式沉积在电池表面;在这一点上，树状树突形成。这些锂枝晶导致了不可控制的体积波动，并导致固体电极和液体电解质之间的反应，从而导致火灾。不出所料，这会严重降低电池性能。
为了防止树枝晶的形成，研究小组将等离子体暴露在高电子导电性半导体材料富勒烯(C60)中，导致锂电极和电解液之间形成半导体钝化碳层。半导体钝化碳质层允许锂离子通过，同时由于肖特基势垒的产生阻挡电子，通过阻止电子和离子在电极表面和内部的相互作用，他们阻止了锂晶体的形成和随后的树突生长。
在极端的电化学环境中，使用Li/Li对称电池测试了具有半导体钝化碳层的电极的稳定性，典型的Li电极在20次充放电循环中保持稳定。新开发的电极显示出显著增强的稳定性，抑制锂枝晶生长多达1200次。此外，在改进的电极上使用锂钴氧化物(LiCoO2)阴极，在500次循环后，大约81%的初始电池容量保持不变，比传统的锂电极提高了约60%。
KIST的研究人员正在研究等离子体聚合碳半分子
锂电极用导体。资料来源:韩国科学技术研究院(KIST)
首席研究员Joong Kee Lee博士说:“有效抑制锂电极上的树突生长有助于提高电池的安全性。此次研究中提出的高安全性锂金属电极开发技术，为开发不存在火灾危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更便宜的材料替代富勒烯，使半导体钝化碳层的制造更具成本效益。”
