美國斯坦福大學和SLAC國家加速器實驗室的研究人員發表在《焦耳》雜志上的一項研究指出,他們發明了一種新的涂層,可以使輕量金屬鋰離子電池安全持久,這將引領下一代電動汽車的誕生。

在實驗室測試中,涂層顯著延長了電池的壽命,它還通過極大地限制穿透電池正負極之間隔板的析鋰來處理燃燒問題。

研究人員指出,金屬鋰離子電池每磅的能量至少比鋰離子電池多三分之一,而且非常輕,因為它們使用輕量鋰作為帶正電荷的一端,而不是更重的石墨。假如金屬鋰離子電池更可靠,從筆記本電腦到手機,這些便攜式電子產品都能從中受益,但真正的收入來源將是汽車。電動汽車最大的阻力是電池就占據了成本的四分之一,這觸及電動汽車生產成本的核心問題。

傳統鋰離子電池的容量已經發展到了極限,因此,開發新型電池以滿足現代電子設備的高能量密度要求至關重要。

斯坦福大學和SLAC的研究小組在一個標準金屬鋰離子電池的正電荷端(稱為陽極)上測試了它們的涂層,正電荷端通常形成析鋰。最終,他們將特殊涂層的陽極與其他市場上可買到的組件結合起來,創造出一種完全可運行的電池。經過160次循環使用后,他們的金屬鋰離子電池仍能供應第一次循環時85%的電能。普通的金屬鋰離子電池在如此多次循環后會大概只能釋放約30%的能量,即使它們不會爆炸,作用也不大了。

這種新的涂層通過形成一個分子網絡來阻止析鋰的形成,這個網絡可以將帶電的鋰離子均勻地輸送到電極上。它可以防止這些電池發生不必要的化學反應,還可以減少陽極上的化學物質積聚以避免它們破壞電池的供電能力。

研究小組目前正在改進其涂層設計,以便在更多周期內測試電池及提高容量保持率。