據(jù)外媒報(bào)道，鋰金屬電池是當(dāng)今普遍使用的鋰離子架構(gòu)的更有前途的替代品之一，它有可能容納許多倍的能量。

　　材料科學(xué)家已經(jīng)向這個(gè)未來(lái)邁出了一步，他們證明了在循環(huán)過(guò)程中對(duì)鋰金屬電池施加非常具體的壓力可以防止形成觸角狀的生長(zhǎng)，不然就會(huì)使它們解體。

　　鋰-金屬電池之所以有如此大的發(fā)展前景是因?yàn)槠湓噲D利用純鋰金屬作為陽(yáng)極材料，這使得它的能量是目前使用的石墨的10倍之多。然而阻礙該技術(shù)發(fā)展的問(wèn)題是，隨著電池的循環(huán)和鋰離子與陽(yáng)極的相互作用，它們?cè)诒砻嫘纬煞Q(chēng)為樹(shù)枝狀的生長(zhǎng)。這些突起會(huì)導(dǎo)致電短路和火災(zāi)并迅速導(dǎo)致電池失效。

　　因此，該領(lǐng)域的許多研究集中在防止樹(shù)枝狀晶體的生長(zhǎng)。一些有前景的進(jìn)展包括保護(hù)陽(yáng)極的自形成層、建立具有更平滑表面的超薄鋰金屬陽(yáng)極或引入更穩(wěn)定的固體電解質(zhì)而非液體電解質(zhì)等等。

　　以往的研究還表明，在循環(huán)過(guò)程中對(duì)鋰-金屬電池施加壓力會(huì)阻礙枝晶的生長(zhǎng)、使鋰顆粒的沉積更加整齊并改善設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家們開(kāi)始探索這一現(xiàn)象并試圖確定何種程度的壓力能夠帶來(lái)好的結(jié)果。

　　他們的研究涉及觀察鋰金屬電池的形態(tài)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶\(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到不同壓力的影響。

　　在較低的壓力下，沉積的鋰呈現(xiàn)出多孔和無(wú)序的性質(zhì)，這為樹(shù)枝狀物的生長(zhǎng)留下了足夠的空間。

　　然而在350千帕斯卡（約3.5個(gè)大氣壓）的較高壓力下，鋰被沉積成整齊的柱子，它們中間沒(méi)有任何孔隙，這為樹(shù)枝狀晶體的形成留下了極少的生長(zhǎng)空間。

　　加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系教授、該研究的論文資深作者Shirley Meng表示：“我們不僅回答了這個(gè)科學(xué)問(wèn)題，而且還確定了所需的壓力，另外我們還提出了新的測(cè)試方案以獲得MAX的LMB（鋰金屬電池）性能。”

　　這種對(duì)鋰沉積物的操縱和對(duì)樹(shù)枝狀物的預(yù)防將是努力使鋰金屬電池投入使用的關(guān)鍵，但通過(guò)這種高壓方法這樣做將需要重新思考如何將它們組裝起來(lái)。

　　科學(xué)家們指出，生產(chǎn)設(shè)施將需要重新調(diào)整以生產(chǎn)這樣的電池，但有了這些有希望的結(jié)果，他們現(xiàn)在可以開(kāi)始探索各種可能性。