斯坦福大学科学家开发的一种涂层有望使锂金属电池“更接近实际”,显著延长电池的使用寿命,并抑制阳极上树突的出现,因为树突会导致短路和起火。
斯坦福大学的科学家在位于加州的SLAC国家加速器试验室(SLACNationalAcceleratorLaboratory)开发了一种用于锂金属电池的涂层,这种涂层可以提高这项技术发展的安全性和其他性能。
锂金属电池以锂金属为正极材料,它取代了较重的石墨,可以供应更好的能量密度,重量也更轻。但是,锂金属与传统电解液并不能很好地配合,因而科学家们试图寻找一些办法来提高锂金属电池的低效率,减轻其严重的安全问题,使这项技术能够发挥出真正的实力。
很多研究办法侧重于对电解液本身进行实验使之与金属锂相容,但斯坦福大学的研究人员选择专注于金属锂本身。他们开发了一种涂层,可以将锂离子平均地输送到电极上,减少枝晶的形成,并减少阳极上对电池性能有害的化学物质的堆积。
这种涂层经过溶液解决并使用于金属锂阳极。在该电池装置中,涂层“可同时妨碍电解质渗透,减轻锂与电解质之间的副用途,保持低界面阻抗,并准许锂平均沉积。”
该锂金属电池在160次循环后保持了85%的初始功率,虽然这一数字远低于传统的锂离子电池,但与“一般”金属锂离子电池160次循环后只能供应30%左右的电量相比,这款锂金属电池还没有爆炸已经是很大的进步。
该研究小组的一名博士生说:“我们的新涂层设计使锂金属电池更加稳定,并具有进一步发展的前景。”该小组今朝将专注于改进涂层的设计,以进一步提高容量保持能力,并新增电池探测的循环次数。
该研究小组的一名教授称,尽管在电动汽车上使用可能是他们最终目标,但要将锂金属电池商业化应当会先从消费级电子产品开始,这样可以证明电池的安全性。