新技術擴展了下一代鋰金屬電池

電動汽車(EV)對我們的節能，可持續發展的未來充滿希望，但其局限性在于缺乏持久耐用的高能量密度電池，從而減少了長途旅行時加油的需求。對于停電和電網故障期間的房屋，情況也是如此-尚不存在能夠在不通電的情況下為房屋供電超過一個晚上的小型高效電池。提供輕量，持久和低成本儲能的下一代鋰電池可能會給整個行業帶來革命性的變化，但存在許多挑戰，阻礙了成功的商業化。

一個主要問題是，盡管可充電鋰金屬陽極在這波新的鋰電池功能中起著關鍵作用，但在電池運行過程中，它們極易受樹枝狀晶體，微結構的生長的影響，而樹枝狀晶體會導致危險的短路，并持續發展。著火，甚至爆炸。

Columbia Engineering的研究人員今天報告說，他們發現堿金屬添加劑(例如鉀離子)可以防止電池使用過程中鋰微結構的擴散。他們結合了顯微鏡，核磁共振(類似于MRI)和計算模型，發現向常規鋰電池電解液中添加少量鉀鹽會在鋰/電解液界面產生獨特的化學作用。該研究今天在線發表在《細胞報告物理科學》(以及11月18日的印刷版)上。

研究小組的助理教授PI Lauren Marbella說：“特別是，我們發現鉀離子可減輕沉積在鋰金屬表面上的不良化合物的形成，并防止鋰離子在電池充放電過程中的遷移，最終限制了微結構的生長。”化學工程。