美國研發(fā)低溫應用電池，可明顯改善電池性能

導讀：美國科學家展示了一種改善電池性能的新方法。該小組集成了在陽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，但該團隊相信，這種方法可以帶來性能更好的電池，尤其適用于低溫應用。

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

鋰離子儲能技術中的幾個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)可用的液體電解質中，它傾向于形成枝晶——枝狀結構，生長在陽極上，這威脅著性能和安全。許多人認為固態(tài)電解質是安全集成鋰金屬陽極的唯一解決方案。然而，研究人員仍在繼續(xù)研究其他可能性。

美國賓夕法尼亞州立大學領導的一個小組發(fā)現(xiàn)，通過在陽極表面沉積一層額外的層，可以保護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，該論文通過化學活性單分子層調節(jié)界面實現(xiàn)了低溫和高速率充電鋰金屬電池。賓夕法尼亞州立大學電池和儲能技術中心機械工程教授王東海說：“關鍵是調整分子化學，使其在表面自組裝。”充電時，單層將提供良好的固態(tài)電解質界面，保護鋰陽極。

包含這一層的電池顯示其容量為每平方厘米2毫安小時，在零下15攝氏度的環(huán)境下充電時間為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能應用中很有價值。

機械工程教授王東海表示：“關鍵在于，這項技術能夠在需要的時候形成一層膜，分解并自發(fā)轉化，所以它會留在銅上，也會覆蓋在鋰的表面。最終，它可以用于無人機、汽車，或用于水下低溫應用的一些非常小的電池?！?br /> 責編AJX