防止锂金属电池中树突形成，可让其使用寿命增加了至少一倍

2021-06-21 15:13

导读：耶拿大学、波士顿和底特律的研究小组成功地防止了锂金属电池中树突的形成，从而使其使用寿命增加了至少一倍。

锂金属电池要翻身？使用寿命延长不止一倍

与锂离子电池相比，锂金属电池每单位重量可容纳两倍的能量。然而，锂枝晶（小的针状结构）阻碍了研究的进展，研究人员将其比作滴水石洞中的石笋，形成于锂金属阳极上。

因此，耶拿弗里德里希－席勒大学、波士顿大学和韦恩州立大学的团队研究了一种方法来防止在电荷转移过程中沉积的原子形成上述结构。这个过程被称为枝晶成核，该团队通过应用一层薄薄的保护膜成功地避免了这个过程。分离膜的孔隙影响树枝状物的成核，使离子传输更加均匀。

美国韦恩州立大学的副教授Leela Mohana Reddy Arava表示：“关键的创新是用一种不会改变当前电池制造工艺的超薄膜来稳定电极或电解质界面。”

耶拿大学的Andrey Turchanin教授补充道：“覆盖分离器上的膜具有直径小于一纳米的孔隙。这些微小的开口小于临界核的尺寸，从而阻止了枝晶成核。相反，锂是以光滑的薄膜形式沉积在阳极上。”

该团队表示，他们已经进行了数百次充放电循环，没有检测到任何树枝状的生长。

他们为该方法申请了专利。下一步是看如何将二维膜的应用整合到制造过程中。研究人员说，他们还打算把这个想法应用于其他电池类型。

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