斯坦福大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)的一種涂層有望使鋰金屬電池“更接近實(shí)際”,顯著延長(zhǎng)電池的使用壽命,并抑制陽(yáng)極上樹(shù)突的出現(xiàn),因?yàn)闃?shù)突會(huì)導(dǎo)致短路和起火。
斯坦福大學(xué)的科學(xué)家在位于加州的SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室(SLAC National Accelerator Laboratory)開(kāi)發(fā)了一種用于鋰金屬電池的涂層,這種涂層可以提高這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的安全性和其他性能。
鋰金屬電池以鋰金屬為正極材料,它取代了較重的石墨,可以提供更好的能量密度,重量也更輕。但是,鋰金屬與傳統(tǒng)電解液并不能很好地配合,因而科學(xué)家們?cè)噲D尋找一些方法來(lái)提高鋰金屬電池的低效率,減輕其嚴(yán)重的安全問(wèn)題,使這項(xiàng)技術(shù)能夠發(fā)揮出真正的實(shí)力。
很多研究方法側(cè)重于對(duì)電解液本身進(jìn)行試驗(yàn)使之與金屬鋰相容,但斯坦福大學(xué)的研究人員選擇專注于金屬鋰本身。他們開(kāi)發(fā)了一種涂層,可以將鋰離子均勻地輸送到電極上,減少枝晶的形成,并減少陽(yáng)極上對(duì)電池性能有害的化學(xué)物質(zhì)的堆積。
這種涂層經(jīng)過(guò)溶液處理并應(yīng)用于金屬鋰陽(yáng)極。在該電池裝置中,涂層“可同時(shí)阻礙電解質(zhì)滲透,減輕鋰與電解質(zhì)之間的副作用,保持低界面阻抗,并允許鋰均勻沉積?!?/p>
該鋰金屬電池在160次循環(huán)后保持了85%的初始功率,雖然這一數(shù)字遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的鋰離子電池,但與“一般”金屬鋰電池160次循環(huán)后只能提供30%左右的電量相比,這款鋰金屬電池還沒(méi)有爆炸已經(jīng)是很大的進(jìn)步。
該研究小組的一名博士生說(shuō):“我們的新涂層設(shè)計(jì)使鋰金屬電池更加穩(wěn)定,并具有進(jìn)一步發(fā)展的前景。”該小組現(xiàn)在將專注于改進(jìn)涂層的設(shè)計(jì),以進(jìn)一步提高容量保持能力,并增加電池測(cè)試的循環(huán)次數(shù)。
該研究小組的一名教授稱,盡管在電動(dòng)車上使用可能是他們最終目標(biāo),但要將鋰金屬電池商業(yè)化應(yīng)該會(huì)先從消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品開(kāi)始,這樣可以證明電池的安全性。