如何延长终身寿命并提高安全性
著者：Iflowpower – Fornitore di stazioni di energia portatili
随着数字化智能设备和电动汽车市场的日益扩大，锂金属电池可以说是最有前景的高密度储能技术之一。 然而，锂金属电池技术门槛过高，会出现不可控的锂离子流失，从而引发充电容量衰减和安全隐患的问题。 锂枝晶是从电池正极或者负极上长出的针状物，会引起有害的副反应使能量密度降低，严重的甚至引起电极短路起火或者爆炸。
美国亚利桑那州立大学最近的一项研究，采用三维聚甲基硅氧烷（PDMS）层作为电池中锂金属阳极的基底材料，可以有效抑制锂枝晶的形成，从而大大延长电池寿命并降低安全隐患。 该项研究于3月6日发表在最新杰出期刊《自然》杂志《自然》上。 这一发现对于锂离子电池和锂空气电池都具有重要意义。
这对于其他金属阳极电池也有很大意义。 因为电池阳极几乎都使用金属、树枝状晶体，例如锌电池、钠电池和铝电池等。 蒋汉清说，他和研究团队并不是从材料或者电化学的角度去解决，而是从机械工程师的角度去寻找解决方案。
他表示，已知的研究表明，在应力使用过程中，必然会有微小的锡针或者锡从锡金属表面延伸出来，因此我们将应力作为锂枝生长进行研究。 可能性。 在第一轮研究中，研究人员在电池底部添加了柔性PDMS，发现锂枝晶的生长明显减少。
研究人员的分析表明，金属锂电极中积累的应力通过PDMS基底以褶皱变形的形式释放出来，而这种树枝状晶体减少的趋势与这种应力的释放有直接关系。 除了研究锂枝晶的生长机制外，蒋汉青团队还进一步研究了如何利用这一现象（应力释放减少枝晶生长）来延长锂金属电池的寿命，同时保持较高的能量密度。 研究人员提出的方法是将PDMS基底制成具有很多表面的三维结构。
利用方形糖芯中含有大量小孔的多孔材料作为模板，将PDMS进入方形糖芯内部的孔隙中，形成连续的网络状基底，并镀上一层薄薄的铜层，以传导电子。 最后用锂金属填充这些孔隙。 姜汉清解释道，PDMS作为多孔海绵层，可以有效降低应力、抑制枝晶生长。
研究小组成员之一、莱斯大学明堂教授表示：“通过结合其他抑制锂枝晶的方法，比如新型电解液添加剂，这一发现对于锂金属电池而言是安全的。” 高密度、长期存储的能源解决方案具有广泛的意义。 该技术的潜在应用范围非常广泛，可由个人电子设备供电，并为电动汽车提供长期电力，再为太阳能电网提供备用电源。
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