哈佛大学科学家开发出一种创新的固态电池

哈佛大学的研究人员开发出一种新型固态电池，可在 10 分钟内充电。该锂金属电池由哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的科学家开发，还可以充放电至少 6,000 次，比任何其他动力电池都要多。

这项发表在《自然材料》上的研究描述了一种使用锂金属阳极制造固态电池的新方法。材料科学系副教授李欣指出，锂金属阳极电池被认为是电池界的“圣杯”，因为其容量是商用石墨阳极的十倍，可以显着增加电动汽车的续航里程。

固态电池发展中最大的问题之一是阳极表面枝晶的形成。枝晶是金属的突起，可以积聚在锂表面，并像根一样生长到电解质中。它们突破了分隔阳极和阴极的屏障，导致短路甚至电池起火。

当锂离子在充电过程中从阴极移动到阳极时，就会形成枝晶，并在称为电镀的过程中附着在阳极表面。这会在阳极上产生不均匀、不均匀的表面，并允许枝晶扎根。

在放电过程中，这种鳞片状涂层必须从阳极上去除，当涂层不均匀时，去除过程可能会很慢并导致点蚀，这将导致下一次充电时涂层更加不均匀。

2021年，该团队开发了一种多层电池，在阳极和阴极之间包含不同稳定性的不同材料。这种设计阻止了锂枝晶进入、控制和容纳它们，但并没有完全阻止它们。但在这项最新研究中，研究人员通过在阳极中使用微米级硅颗粒来限制锂化反应并促进厚锂金属层的均匀涂层，从而阻止枝晶的形成。

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