韓國蔚山科技大學(UNIST)最近在一項研究中發(fā)明了一種新技術(shù)，該技術(shù)有望大大提高鋰金屬電池的性能。這種高性能的電池有希望發(fā)展成為下一代商用可充電電池。研究人員通過實驗觀察了電池充放電循環(huán)的性能表現(xiàn)，驗證了這種技術(shù)可以提高電池性能。

韓國蔚山科技大學能源和化學工程學院的李賢武(Hyun-WookLee)教授與新加坡科學與技術(shù)研究機構(gòu)(A*Star)合作領(lǐng)導的課題組取得了突破性成果。

鋰金屬電池是一種以鋰為陽極的可充電電池。在許多不同的陰極材料中，鋰金屬的驅(qū)動電壓是最低的，同時電池的容量是傳統(tǒng)石墨陽極電池的10倍左右。因此，鋰金屬作為潛在的下一代負極材料受到了廣泛的關(guān)注，它可以用在電動汽車和大型儲能系統(tǒng)中。

雖然鋰金屬陽極是高能量密度電池的理想選擇，但是難以用在商業(yè)話的電池中。重要原因是鋰金屬在電池的持續(xù)充放電過程中傾向于生長成樹枝狀結(jié)構(gòu)，這可能導致電池性能較差。因為鋰金屬表面層的樹枝狀結(jié)構(gòu)會穿透電池隔板觸發(fā)內(nèi)部短路。

研究小組在研究中通過在鋰箔表面涂上鋰硅化物(LixSi)層來抑制鋰金屬陽極的枝晶生長。實驗結(jié)果結(jié)果表明，修飾后的電池在充放電速度和循環(huán)穩(wěn)定性方面具有優(yōu)良的電化學性能。

他們還對經(jīng)LixSi修飾的鋰電極和裸鋰電極上的電化學沉積進行了原位光學顯微鏡研究。傳統(tǒng)的鋰金屬陽極傾向于形成樹枝狀結(jié)構(gòu)，這種樹枝狀結(jié)構(gòu)會穿透電池隔板觸發(fā)內(nèi)部短路。然而，LixSi修飾的鋰陽極與裸鋰電極相比，陽極上會獲得更均勻的鋰溶解和沉積。

李教授表示：“我們在研究中直接觀察了鋰金屬陽極的電化學行為、體積膨脹以及鋰枝晶的生長情況。假如將此技術(shù)應用于制造實際電池，將有助于鋰金屬電池的商業(yè)化。”