中國(guó)粉體網(wǎng)訊  外媒報(bào)道稱，美國(guó)勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們已經(jīng)研制出了一種新型電解質(zhì)，有望極大地提升電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。通過將鋰電池陽極中的石墨材料換成純鋰金屬，其有望在能量密度和充電速度上實(shí)現(xiàn)新的突破。此外由軟質(zhì)和固態(tài)材料制成的新型電解質(zhì)，能夠有效抑制對(duì)電池性能造成嚴(yán)重?fù)p害的枝晶的生長(zhǎng)。

表面平滑的電池陽極 X 光圖像（來自：Berkeley Lab）

由于具有出色的能量密度，鋰金屬在能源界被寄予了厚望。通過持續(xù)的改善，純鋰金屬電極有望讓電池容量提升至當(dāng)前的 10 倍，且極大地縮減充電所需耗費(fèi)的時(shí)間。

不過橫亙?cè)诳茖W(xué)家們面前的最大障礙，就是可能嚴(yán)重?fù)p害電池性能的枝晶。在電池在充放電時(shí)，石墨陽極上會(huì)形成這種惱人的結(jié)構(gòu)，并最終導(dǎo)致鋰電池的斷路失效故障甚至起火。

許多電池研究項(xiàng)目，都將重點(diǎn)放在了如何抑制這些枝晶的生長(zhǎng)上。不過最近，我們已經(jīng)見到了一些有希望的解決方案。這些措施包括將保護(hù)層摻入陽極以防止枝晶生長(zhǎng)，或使用碳納米管支架來達(dá)到相同的效果，甚至將膠帶引入混合物中。

研究配圖（來自：Nature Materials）

好消息是，勞倫斯·伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)在新型軟固體電解質(zhì)上得出了新的答案。

據(jù)悉，電解質(zhì)旨在促進(jìn)離子在電池兩極之間來回運(yùn)動(dòng)。不過在鋰金屬電池上，研究團(tuán)隊(duì)選用了柔軟多孔的聚合物材料，并在微孔中填充納米陶瓷顆粒。

通過 X 射線成像技術(shù)展開長(zhǎng)達(dá) 16 小時(shí)的觀測(cè)，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，這種軟、固結(jié)合的電解質(zhì)方案具有很大的優(yōu)勢(shì)。在整個(gè)測(cè)試期間，電極表面都保持得相當(dāng)平滑。在另一項(xiàng)未使用所謂 PIM 復(fù)合電解質(zhì)材料的對(duì)照組中，研究人員在早期就觀察到了枝晶生長(zhǎng)的跡象。展望未來，其希望新技術(shù)有助于極大地提升電動(dòng)交通工具的電池密度。

有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已近發(fā)表在近日出版的《自然材料》（Nature Materials）期刊上。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）

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