锂金属电池爱长枝晶？美国科学家：刷上一层粉末即可解决

为了追求更好的电池，科学家们正在探索许多不同的设计，而锂金属是一种具有巨大潜力的结构。然而，枝晶的形成会迅速导致电池故障，阻碍了这项技术的发展。

近期，美国莱斯大学（Rice University）的科学家们提出了一种很有希望的解决方案，即在电极表面刷上一种细粉末，以确保电极的存活。这项研究成果已于近期发表在了《先进材料》杂志上。

众所周知，在锂金属电池中，石墨作为阳极被纯金属锂取代，这种材料提供了非常高的能量密度，可以使电池充电更快，并提供多达10倍的容量，但目前的技术还难以让它长时间稳定地工作。当电池循环时，枝晶会在阳极上形成，并可能导致电池短路、故障或着火。

迄今为止，科学家已研发了不少可能的解决方案。在上述最新研究中，莱斯大学的科学家们试图用一种新颖的“刷牙疗法”来解决这个问题。

具体而言，这项技术首先要在阳极制造出一个有纹理的表面，然后刷上一种由磷和硫制成的粉末。这导致粉末与锂金属阳极反应，形成一个精细的保护膜，改变其表面能量。

莱斯大学化学家James Tour说，“这提供了一个金属复合表面，可以防止锂金属从阳极流失、以及枝晶的产生，这是锂金属电池的常见问题。锂金属电池的容量远远超过了传统的锂离子电池，但锂金属往往难以反复充电。”

据称，这种薄膜具有调节阳极表面的作用，使整个循环过程更为均匀，从而提高了电池的寿命。它在测试电池中进行了340次充电循环，结果发现它们比现有电池多保留了70%的容量。

此外，该薄膜在电池退化的另一个关键指标上也表现良好，即它可保持超低极化超过4000小时，大约是没有该种薄膜的阳极的8倍。

Tour说，“这将简化大容量电池的制造，同时大大改善它们。将这些粉末状固体刷在锂金属阳极上，可以显著减少枝晶的形成，从而减少电池短路。”

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