根據(jù)賓夕法尼亞州立大學(xué)最近發(fā)表在“自然能源”雜志上的研究，可能會有更持久，更快速充電和更安全的鋰金屬電池。

研究人員開發(fā)出一種三維交聯(lián)聚合物海綿，可附著在電池陽極的金屬鍍層上。

“該項目旨在開發(fā)下一代金屬電池，”機械工程教授兼該項目首席研究員王東海說?！颁嚱饘僖呀?jīng)在電池中試用了幾十年，但有一些基本問題阻礙了它們的發(fā)展?！?/p>

在額外的應(yīng)變下，如電動汽車所需的快速充電方法，鋰離子(Li)電池容易受到樹枝狀生長的影響-針狀結(jié)構(gòu)可能會縮短循環(huán)壽命并可能導(dǎo)致安全問題-包括火災(zāi)或爆炸。

“我們的方法是在Li金屬的界面上使用聚合物，”Wang解釋道。該材料充當(dāng)多孔海綿，不僅促進離子轉(zhuǎn)移，而且還抑制變質(zhì)。

“這使得金屬鍍層即使在低溫和快速充電條件下也不會產(chǎn)生枝晶，”他說。

Wang是賓夕法尼亞州能源與環(huán)境研究院的附屬教員，也屬于能源儲存領(lǐng)域的領(lǐng)先研究機構(gòu)電池能源與儲存技術(shù)中心。

作為IEE和BESTCenter使命的重要組成部分，該項目匯集了大學(xué)內(nèi)不同學(xué)科的研究人員。

“這一群體的合作確實有助于推動這篇論文的發(fā)展，”王解釋道?！斑@使我們能夠從材料科學(xué)，化學(xué)工程，化學(xué)和機械工程的角度來研究這個問題的不同方面。”

在這項協(xié)同工作中，陳龍清在材料科學(xué)與工程系的小組進行了建模工作，以了解Li金屬陽極的改進。

研究人員表示，這項工作的實際應(yīng)用可以使更強大，更穩(wěn)定的金屬電池技術(shù)成為日常生活中不可或缺的一部分。

“在電動汽車中，它可以在需要充電數(shù)百英里之前增加驅(qū)動器的范圍，”Wang說?！八€可以為智能手機提供更長的電池續(xù)航時間?！?/p>

展望未來，該團隊將探索大型電池的實際應(yīng)用，以展示其優(yōu)勢和可行性。

王說：“我們希望推動這些技術(shù)的發(fā)展。通過這項工作，我很肯定我們可以將這些鋰金屬電池的使用壽命延長一倍?！?/p>