導(dǎo)讀：美國(guó)科學(xué)家展示了一種改善電池性能的新方法。該小組集成了在陽(yáng)極表面形成的自組裝層，防止樹突的形成。雖然他們的原型電池壽命很短，但該團(tuán)隊(duì)相信，這種方法可以帶來性能更好的電池，尤其適用于低溫應(yīng)用。

在滿足對(duì)新的、先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)的需求的許多方法中，鋰金屬陽(yáng)極是最有前途的一種。金屬鋰的存儲(chǔ)容量是常用石墨的幾倍，可以開發(fā)更大的電池容量。

鋰離子儲(chǔ)能技術(shù)中的幾個(gè)新概念有可能極大地提高電池的能量容量。其中包括鋰金屬陽(yáng)極，這有可能將能量密度提高50%以上。

然而，它是一種很難處理的材料。在大多數(shù)可用的液體電解質(zhì)中，它傾向于形成枝晶——枝狀結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)在陽(yáng)極上，這威脅著性能和安全。許多人認(rèn)為固態(tài)電解質(zhì)是安全集成鋰金屬陽(yáng)極的唯一解決方案。然而，研究人員仍在繼續(xù)研究其他可能性。

美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組發(fā)現(xiàn)，通過在陽(yáng)極表面沉積一層額外的層，可以保護(hù)鋰并防止樹突的形成。所述活性層沉積在薄銅上，包括富氟化鋰內(nèi)相和非晶外層。

在《自然能源》雜志發(fā)表的一篇論文中描述了將這一層集成到電池中的工作，該論文通過化學(xué)活性單分子層調(diào)節(jié)界面實(shí)現(xiàn)了低溫和高速率充電鋰金屬電池。賓夕法尼亞州立大學(xué)電池和儲(chǔ)能技術(shù)中心機(jī)械工程教授王東海說：“關(guān)鍵是調(diào)整分子化學(xué)，使其在表面自組裝。”充電時(shí)，單層將提供良好的固態(tài)電解質(zhì)界面，保護(hù)鋰陽(yáng)極。

包含這一層的電池顯示其容量為每平方厘米2毫安小時(shí)，在零下15攝氏度的環(huán)境下充電時(shí)間為45分鐘。這一層還可以在低至零下60攝氏度的溫度下穩(wěn)定地沉積鋰。

然而，電池只能維持200次的穩(wěn)定循環(huán)——這比激發(fā)商業(yè)興趣所需的壽命要短得多。然而，賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究小組確信這一問題是可以克服的，他們的方法在未來的能源儲(chǔ)能應(yīng)用中很有價(jià)值。

機(jī)械工程教授王東海表示：“關(guān)鍵在于，這項(xiàng)技術(shù)能夠在需要的時(shí)候形成一層膜，分解并自發(fā)轉(zhuǎn)化，所以它會(huì)留在銅上，也會(huì)覆蓋在鋰的表面。最終，它可以用于無人機(jī)、汽車，或用于水下低溫應(yīng)用的一些非常小的電池。”
責(zé)編AJX