美國研發低溫電池促成劑   金屬鋰具有開發更大電池容量的潛力

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，尤其適用於低溫應用。

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。在大多數可用的液體電解質中，它傾向於形成枝晶——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現，通過在陽極表面沉積一層額外的層，可以保護鋰並防止樹突的形成。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》雜誌發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界面實現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釐米2毫安小時，在零下15攝氏度的環境下充電時間為45分鐘。這一層還可以在低至零下60攝氏度的溫度下穩定地沉積鋰。

然而，電池只能維持200次的穩定循環——這比激發商業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:「關鍵在於，這項技術能夠在需要的時候形成一層膜，分解並自發轉化，所以它會留在銅上，也會覆蓋在鋰的表面。最終，它可以用於無人機、汽車，或用於水下低溫應用的一些非常小的電池。」