據外媒報道，卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University）梅隆理工學院的研究人員研發(fā)出一種半液態(tài)鋰金屬陽極，可為電池設計提供一種新范式。利用此種新型電極制成的鋰電池將具有更高的容量，而且與采用鋁箔制成陽極的傳統(tǒng)鋰金屬電池相比，更加安全。
鋰電池具有存儲大量能量的能力，因而是現(xiàn)代電子產品中最常見的可充電電池類型之一。一般來說，此類電池由可燃的液體電解質和兩個電極（陽極和陰極）組成，其中，陽極和陰極被薄膜隔開。在電池反復充放電之后，電極表面會生長鋰枝晶，此類枝晶會刺破分隔兩個電極的薄膜，從而讓陰極與陽極接觸，結果可能會導致電池短路，最糟的是，可能會起火。
卡內基梅隆大學化學系自然科學教授Krzysztof Matyjaszewski表示：“從理論上看，在鋰電池中采用鋰金屬陽極，比采用石墨陽極的電池容量大得多，但是，最重要的是要確保電池是安全的?！?/p>
目前，電池中使用的是具揮發(fā)性的液體電解質，解決方案之一是使用固體陶瓷電解質替代，此類電解質導電性高、不可燃以及具有足夠強大的抗枝晶性。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，陶瓷電解質和固體鋰陽極之間的接觸不足以存儲和供應大多數(shù)電子產品所需的電量?？▋然仿〈髮W化學系博士生Sipei Li和卡內基梅隆大學材料科學和工程系博士生Han Wang制造出一種新型材料，半流體金屬陽極，克服了該缺點。
Li和Wang與Matyjaszewski和Jay Whitacre合作，創(chuàng)造出一種雙導電聚合物/碳基復合材料，鋰微粒在其上面可均勻分布。該碳基復合材料能夠在室溫下保持流動，從而可與固體電解質進行足夠的接觸。與使用固體電解質和傳統(tǒng)鋰箔陽極制成的電池相比，通過將半液態(tài)金屬陽極與石榴石固體陶瓷電解質結合，能夠使此類電池的能量密度高出10倍，從而使此類電池比傳統(tǒng)電池的生命循環(huán)周期也更長。
研究人員相信他們的方法能夠帶來深遠的影響，例如，可以用來為電動汽車生產高容量電池，以及為需要使用柔性電池的可穿戴設備制造專用電池。而且，研究人員還認為，他們的方法可以用于其他可充電電池系統(tǒng)，如納金屬電池和鉀金屬電池，以及可用于電網儲能系統(tǒng)。
(責編：李碩)
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