在这个对高效和可持续能源存储的需求达到顶峰的时代，哈佛大学工程和应用科学学院的开创性开发已在电池技术领域树立了新的基准。研究人员推出了一种新型的锂金属电池，能够承受至少6,000个充电和放电周期，并吹嘘只需几分钟即可充分充满电的能力。这种革命性的进步不仅有望改变我们使用电池的方式，而且为在电动汽车等行业中更实际的应用铺平了道路。
这项研究的核心在于使用锂金属阳极制造固态电池，这种方法为潜在革命性电池提供了新的见解。这项研究最近发表在“自然材料”上，重点介绍了理解和利用锂金属阳极方面的显着步伐。该报纸的作者Xin Li说：“锂金属阳极电池被认为是电池的圣杯。它们具有10倍商业石墨阳极的容量，可能会大大增加电动汽车的驾驶范围。我们的研究标志着在工业和商业应用中迈出了更实用的固态电池的重要一步。”
设计这些电池的最大挑战之一是在阳极表面形成了树突。这些类似根的结构在电解质中生长，刺穿将阳极和阴极分开的屏障，从而导致电池短路甚至火灾。在2021年，Li和他的团队通过设计多层电池来解决这个问题，并穿插了阳极和阴极之间各种稳定性的不同材料。这种多层设计并未完全阻断锂树突，而是控制并包含其穿透。
在他们的最新研究中，该团队通过将千分钟大的硅颗粒纳入阳极，取得了进一步的进步。这种方法收缩了岩性反应并促进厚锂金属的均匀电镀，从而有效防止树突形成。此外，电镀和剥离过程可能会在平坦的表面上迅速发生，从而使电池仅在10分钟内充满电。
实验阶段看到了邮票大小的小袋电池，比大学实验室中生产的大多数硬币电池大10到20倍。值得注意的是，即使经过6,000个周期，该电池仍保持其容量的80％，超过了目前市场上的其他小袋电池。
哈佛大学的这一创新不仅仅是一项学术成就。它表示电池技术的重大飞跃。李及其团队开发的锂金属电池具有提高的能力，安全性和效率，具有彻底改变能源和使用的潜力，尤其是在电动汽车中，这标志着我们朝着更具可持续性和节能效率的未来的旅程中的一个重要里程碑。
发布时间：1月12日至2024年
