哈佛大學(xué)的研究人員聲稱，他們已經(jīng)開發(fā)出了一種鋰金屬固態(tài)電池，這種電池的穩(wěn)定性得到了提高，并增強了防止鋰枝晶穿透的能力。

 

 

研究員李鑫說：“我們的研究表明，固態(tài)電池與商用液體電解質(zhì)鋰離子電池有根本的區(qū)別，通過研究它們的基本熱力學(xué)，我們可以釋放出優(yōu)越的性能并利用它們豐富的機會。”

 

科學(xué)家們說，這種電池可以在高電流密度下充放電至少10000次。它的多層設(shè)計被描述為一種結(jié)構(gòu)，其中一個不太穩(wěn)定的電解質(zhì)被夾在更穩(wěn)定的固體電解質(zhì)之間，能夠防止任何鋰枝晶的生長，然后將該結(jié)構(gòu)與商業(yè)高能量密度陰極材料結(jié)合在一起。

 

哈佛大學(xué)的小組解釋道：“把電池想象成BLT三明治，首先是面包（鋰金屬陽極），然后是生菜（石墨涂層）。接下來是一層西紅柿（第一層電解質(zhì)）和一層培根（第二層電解質(zhì)），最后再加上一層西紅柿和最后一塊面包（陰極）。”

 

第一種電解質(zhì)，學(xué)者們用化學(xué)名稱Li5．5PS4．5Cl1．5，或LPSCI來命名，與鋰的關(guān)系更穩(wěn)定，但會受到樹枝狀的滲透。相比之下，第二種被稱為Li10Ge1P2S12，或LGPS，盡管鋰的穩(wěn)定性較差，但對樹突的免疫力更強。在這種配置下，樹枝狀物被允許通過石墨和第一種電解質(zhì)，但在第二種之前就被阻止了。

 

學(xué)者們強調(diào)：“與LiNi0．8Mn0．1Co0．1O2陰極配對的鋰金屬陽極的循環(huán)性能非常穩(wěn)定，在20C速率下進行10000次循環(huán)后容量保持率為82％，在1．5C速率下進行2000次循環(huán)后容量保持率為81．3％，我們的設(shè)計還能在微米級陰極材料水平上實現(xiàn)110．6千瓦／公斤的比功率和631．1瓦時／公斤的比能量。”

 

據(jù)學(xué)者們說，這種電池還具有自我修復(fù)的特性，因為它能夠回填樹枝狀物產(chǎn)生的孔。它的創(chuàng)造者聲稱它有可能在10到20分鐘內(nèi)為電動汽車充滿電。