使用鋰金屬來替代電池陽極的石墨,是部分電池研發(fā)領(lǐng)域的終極目標。這些鋰金屬電池有可能使今天最好的鋰離子技術(shù)的容量翻倍。例如,在電池重量相同的情況下,鋰金屬電池驅(qū)動的電動汽車的續(xù)航能力將是鋰離子電池驅(qū)動的汽車的兩倍。
盡管與鋰離子電池相比有這一優(yōu)勢,但鋰金屬電池并不被認為是為電動汽車或電子產(chǎn)品提供動力的可行選擇,因為它們的壽命短,而且有潛在的安全隱患,特別是由鋰枝晶生長引起的短路。
研究人員和技術(shù)專家已經(jīng)注意到,在電池循環(huán)過程中讓鋰金屬電池承受適當?shù)膲毫?,可以提高性能和穩(wěn)定性,有助于解決這一壽命挑戰(zhàn),但這背后的原因并不完全了解。
研究人員使用了幾種表征和成像技術(shù)來研究鋰金屬電池的形態(tài),并對電池在受到不同壓力時的性能進行量化。
研究發(fā)現(xiàn),更高的壓力水平迫使鋰粒子沉積在整齊的柱子中,中間沒有任何多孔空間。實現(xiàn)這一結(jié)果所需的壓力是350千帕斯卡(大約3.5個大氣壓)。相比之下,受到較低壓力水平的電池是多孔的,鋰粒子以無序的方式沉積,為樹枝狀物的生長留下空間。
研究人員還表明,該過程不會影響電池電解質(zhì)的固體電解質(zhì)間相(SEI)結(jié)構(gòu)。
但是,相關(guān)鋰金屬電池的制造設(shè)施必須重新調(diào)整,以使這種新技術(shù)得到應(yīng)用。
原標題:重大發(fā)現(xiàn)!鋰電池承受適當壓力可產(chǎn)生最佳性能