鹽來腌制並延長肉類的保存期限,已經有很長一段曆史。但現在,康奈爾大學的研究人員又發現——給锂基電池的陽極添加某些“鹽”的話,還可以大幅延長其使用壽命——因爲此舉能極大地緩解電池在長久使用後所存在的退化問題。
這項發現可適用于其它基于金屬的化學應用,譬如更輕和更節能的致密型锂硫電池,並且有望于3年後投入商業化應用。
在剛被制造出來的時候,一枚基于金屬的電池的陽極材料是被盡也许均勻地沈積著的。但在經過一次次的充放電循環後,有害的微小晶體“樹突”(dendrites)會逐漸積累,並對電池造成危害。
“樹突”可導致電極外表上産生內部短路並引發電池過熱,假如失控,還會導致潛在的危險。更恐怖的是,如果熱量將晶體自己給融解了,就會産生“孤立區域”,長此以往,電池的容量就會因爲金屬區域的電路斷開而逐漸減少。
盡管有許多研究人員投入了“樹突”(枝晶)生長方面的研究——這是許多金屬電池(包括锂電池)都會面臨的問題——但卻無法徹底“灭绝”這一現象。
好消息是,由康奈尔大学Lynden Archer传授所带领的一个研究小组,差不多采取一种全新的方法,同时能够阻止这些有害晶体的生长。
在檢視了沈積過程中的化學穩定性之後,科學家們決定在電解質中添加鹵鹽。正如預期的那樣,它能夠非常有效地预防枝晶在锂電池陽極納米塗層上的生成。
據研究人員介紹,這項發現使得電池的循環使用壽命可被極大地延長。另外,該方法也適用于采用其它化學組成的電池電極。
Archer传授說到:“我們的研究結果表明,如果不如時處理,樹突的生長會造成锂電池在65個小時的連續充放電循環後出現故盏�。
“但在向電解質中添加了鹵化物鹽之後,其壽命被增加到了1800個小時(約25倍)到無限,特別是配合納米多孔隔河相望符之後”。
這項測試是在室溫和更高的電流密度下完成的(與用于評估陶瓷或聚合物電解質相比),這使得其結果更加令人印象深刻。