現在對很多人來說,由電池驅動的電子設備,如手機、平板電腦,甚至電動汽車,都是必不可少的。然而,這些設備往往一天就要充一次電。為了延長兩次充電之間的間隔,需要開發儲能更高的電池。鋰金屬電池有望顯著提高能量密度,但是穩定性不足。這意味著這種電池的使用壽命有限,而且存在一定的安全風險。
據外媒報道,中國南開大學和英國劍橋大學(University of Cambridge)的研究人員開發了一種新方法,有助于穩定鋰電極。該方法利用具有反蛋白石結構的電極界面保護膜,有效控制電極表面的離子電沉積過程。
“鋰就像是不聽話的孩子。”南開大學材料科學和工程學院材料化學系的Guoran Li教授表示,“其在電極反應過程中的表現變化無常,可能導致電極表面不平整,甚至產生尖銳的枝晶,從而刺穿隔板并引起火災。這些都會使電池不穩定和不安全。”
研究人員為此決定放棄傳統方法(主要保護電極表面免受腐蝕),而是開發了一種具有規則結構和活性成分的膜來管理鋰的行為。
Li教授表示:“反蛋白石中具有高度有序的通道,可使鋰離子均勻分布,并有效調節電沉積過程的每個階段,從而實現最終目標,使電池中的鋰金屬電極穩定工作。”
研究人員表示,這是鋰金屬電極領域的一項有價值的研究成果。“這項研究表明,這種保護膜具有規則結構和活性成分,能夠有效調節電極反應過程,提高最終的電化學性能。希望這項研究能夠提供新的視角,以具體探討鋰金屬電極的反應過程,促進高性能鋰金屬電池的實際應用。”
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