中國粉體網(wǎng)訊  隨著可穿戴設備、電動汽車產(chǎn)業(yè)等的迅速發(fā)展,，對電池的“高容量”標準,，也在不斷提高。以鋰金屬為負極的鋰電池,，有著比傳統(tǒng)鋰離子電池高10倍的容量潛力,，但卻存在著潛在的安全隱患。

28日,，從湖南大學獲悉,，美國亞利桑那州立大學姜漢卿團隊、萊斯大學唐銘團隊,，與該校段輝高團隊一項關于“鋰枝晶”問題的研究成果,，有望助力解決這類“高能”鋰電池的安全“煩惱”。這一成果,，于近日發(fā)表于國際頂級能源期刊《自然·能源》上,。

石墨作為傳統(tǒng)鋰離子電池的負極材料，存儲容量為380mAh／g,。但,，這遠低于鋰金屬的理論比容量3860mAh／g。因此,，鋰金屬是高容量電池更為理想的負極材料,。不過，早期以鋰金屬為負極的電池,，會在充放電過程中產(chǎn)生樹枝狀金屬鋰,，即“鋰枝晶”問題,。這或可導致電池內(nèi)部短路甚至爆炸，是潛在安全隱患,。

為解決鋰枝晶生長問題,，學界提出了各種解決方案。包括,，在電解液中添加有機添加劑,，或使用固態(tài)電解質(zhì)等，抑制枝晶產(chǎn)生,。近日,，該論文研究團隊關于鋰枝晶問題的發(fā)現(xiàn)，有望助力從全新角度來“瓦解”鋰枝晶生成,。

姜漢卿介紹,，他們發(fā)現(xiàn)，在金屬沉積過程中,，壓應力普遍存在,。團隊在制備出的軟基襯底上，沉積銅膜作為集流體,，將電極組裝成電池在顯微鏡下進行充電,。觀察發(fā)現(xiàn)，充電一段時間后,，銅膜上會驟然出現(xiàn)一維褶皺結構,，通過銅膜失穩(wěn)皺褶，軟性襯底上的應力被大大釋放,。從而證實了電極表面的壓應力,，確能驅(qū)動鋰枝晶生長。同時,，他們通過對在銅箔上和軟基集流體沉積鋰金屬,，研究沉積鋰形貌，證明了應力釋放能有效防止枝晶生成,。

據(jù)悉,，團隊還研究了更有效利用軟基底能釋放應力的方式。他們以方糖為模板,，獲得了三維多孔軟基襯底,。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，相對商業(yè)化銅箔及三維泡沫銅,，其具更佳電化學性能,。