锂金属电池的推广和使用需要解决两个挑战性问题

电动悟空摘录 如今，电动汽车和个人便携式电子产品不断增长，对电池的需求也越来越高。锂金属电池具有较高的容量、耐久性和安全性，预计将取代常用的锂离子电池。锂金属电池的推广和使用需要解决两个挑战性问题。首先，这种电池经常积聚锂枝晶；第二，电极的体积变化很大。这些问题会导致电池性能下降和安全隐患。据外媒报道，纳米研究（Nano Research）根据杂志上发表的一篇论文，研究人员描述了一种热灌注（thermal infusion）三维复合锂负极技术的开发能有效解决锂沉积和充电循环中的能量损失问题。

华中农业大学研究人员曹飞飞教授说：锂金属电池的能量密度很高，预计将成为电动汽车的电化学存储设备。然而，锂枝晶体的生长和锂负极体积的巨大变化影响了其实际应用。探索解决锂负极问题的正确方法具有重要意义，可以提高电池的实用性。

研究人员创建了3个来解决这些问题D熔融锂被注入支架中。确保技术安全的关键是使用由过氧化镁铝纳米片组成的层体。这种材料是亲锂材料，能吸引锂生成合金介质。熔融锂通过表面张力被纳米片吸引到3D支架上。研究人员表示，这种表面张力具有重要意义，可以促进熔融锂瞬间渗透到3D在主体中，形成稳定的3D合锂负极。

研究人员对该技术开发的电池进行了严格的测试。与现有技术相比，这些电池形成管状枝晶，但厚度波动只有3%。相比之下，大型电极的增长率为22%。

研究人员还测试了电池的库存效率或电流效率，以测量容量和能量损失。充电循环100次后，效率可保持98.6%。相比之下，普通锂金属电池经过23次充电循环后会有明显的能量损失。

展望未来，研究人员计划继续改进锂金属电池，以促进该技术的广泛应用。曹教授说：下一步，我们将用轻基材代替厚基材，生成高质量的比活性锂，提高电池的能量密度。研究人员希望制备一安全的复合锂负极，使电池的能量重量密度达到500 Wh kg-从而提高市场竞争力。