中國科學技術大學推出新型電解質設計有望提高鋰金屬電池的使用壽命

蓋世汽車訊 鋰金屬電池的能量密度可能遠高于鋰離子電池，而鋰離子電池是目前市場上的主要電池技術。然而，鋰金屬電池通常也存在明顯的局限性，其中最明顯的就是使用壽命短。

據外媒報道，中國科學技術大學和其他機構的研究人員最近推出一種新的電解質設計，可用于開發高性能、使用壽命更長的鋰金屬袋式電池。相關論文已發表于期刊《Nature Energy》。該電解質具有獨特的納米級溶劑化結構，離子對緊密堆積在一起形成緊湊的離子對聚集體。

“我們近期研究的主要目標是顯著加速鋰金屬電池的實際應用，并對這一復雜系統提供深入的機械理解，”論文合著焦淑紅表示?！颁嚱饘匐姵厥请姵仡I域的圣杯，被視為一種有前途的下一代電池技術，因為它們具有超高的能量密度，理論上可超過500 Wh/kg。與當今主導電池市場的鋰離子電池相比，這一能量密度提升了兩倍多，這意味著如果我們能用鋰金屬電池取代鋰離子電池，電動汽車的續航里程就可以增加一倍?！?/p>

目前推出的鋰金屬電池循環壽命非常有限，約為50次循環，明顯低于商用鋰離子電池，后者通?？稍诩s1,000次循環中保持良好性能。壽命較短的原因是鋰枝晶的生長、鋰金屬的高反應性和高壓過渡金屬陰極，這些因素共同促使電解質不斷降解。

焦教授說:“盡管世界各地的研究人員付出了巨大的努力，但鋰金屬電池的性能仍然遠遠不能令人滿意。主要原因是電解質和電極之間的界面(即陽極-電解質界面和陰極-電解質界面)不能像鋰離子電池那樣完全穩定。在電池運行過程中，電解質仍然會持續嚴重降解?！?/p>

大約五年前，焦教授和她的同事設計了一種電解質，可以同時穩定鋰金屬電池中的陽極電解質和陰極電解質界面，從而抑制電解質的降解。該電解質設計建立在對鋰金屬電池內部微觀物理化學過程的早期研究的基礎上。