鋰金屬電池的能量容量幾乎是鋰離子電池的兩倍，而且重量更輕。在電動汽車應(yīng)用中，有望使其更輕、續(xù)航更長,。然而，鋰金屬電池一直存在使用壽命較短的問題。據(jù)外媒報道，由美國能源部西北太平洋國家實驗室（PNNL）領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，開發(fā)出一種可持續(xù)循環(huán)600次的鋰金屬電池,，遠超過以往報告結(jié)果,。

　　（圖片來源：PNNL）

　　為了延長電池壽命,，該團隊沒有使用含鋰更多的負極,，而是使用極薄的鋰條，只有20微米寬,，比人的頭發(fā)絲還要薄得多,。研究人員Jun Liu表示：“很多人都認為，鋰越厚,，電池的循環(huán)時間就越長,。實際上，并不總是這樣。每個鋰金屬電池都存在一個優(yōu)化厚度,，具體取決于其電芯能量和設(shè)計,。”

　　該團隊開發(fā)的鋰金屬電池的能量密度為350Wh/kg,。經(jīng)過600次循環(huán)后,，仍能保持76%的初始容量。研究人員希望將這一最新進展整合至高能軟包電芯設(shè)備中,，并在現(xiàn)實條件下展示改進的性能,。

　　該團隊決定嘗試更薄的鋰條，是基于對負極分子動力學(xué)的詳細了解,。研究人員發(fā)現(xiàn),，較厚的鋰會導(dǎo)致電池失效。這是因為負極上的固態(tài)電解質(zhì)膜（SEI）周圍發(fā)生了復(fù)雜的反應(yīng),。

　　該團隊發(fā)現(xiàn),，較薄的鋰條可以創(chuàng)造良好的SEI。研究人員采用“濕SEI”和“干SEI”這兩個術(shù)語,。濕的版本可保持液體電解質(zhì)和負極之間的接觸,，有助于發(fā)生重要的電化學(xué)反應(yīng)。在干版本中,，液態(tài)電解質(zhì)無法接觸所有的鋰,。簡言之，因為鋰條較厚,，電解液需要流入更深的鋰袋中,，這樣其他部分的鋰就會變干，嚴重阻礙發(fā)生必要的電化學(xué)反應(yīng),，直接導(dǎo)致電池過早失效,。隨著時間的推移，這一層體逐漸積聚并形成屏障,，從而減少能量流動,，并降低表面效率。同樣,，干SEI層會阻礙電池內(nèi)部所需能量的有效傳輸,。

　　研究人員表示，其目標是打造耐用,、安全,、具有成本效益的電池，并將能量密度提升至500Wh/kg,。

　　來源：蓋世汽車

　　作者：Elisha