日前，美国哈佛大学工程与运用科学学院（SEAS）研讨人员开发出了一种新的锂金属电池，它能够充电和放电至少6000次，比任何其他固态电池都多，并能在10分钟内完结充电。

  这项宣布在《天然—资料》杂志的研讨效果，构成了一种用锂金属阳极制作固态电池的新办法，并为潜在的革命性电池资料供给了新思路。

  “锂金属阳极电池被认为是电池的要害，因为其容量是商用石墨阳极的10倍，能够大幅度添加电动汽车的行进间隔。”论文高档作者、SEAS副教授Xin Li说，“这次的效果是朝着更有用的工业和商业运用固态电池迈出的重要一步。”

  研讨最大的应战之一是在电池阳极标明发生的枝晶。这些结构像根相同成长到电解质中，刺穿分隔阳极和阴极的屏障，导致电池短路乃至起火。

  2021年，Li团队经过规划一种多层电池，在阳极和阴极之间夹入不同稳定性的不相同的资料，供给了一种处理枝晶的办法。这种多层、多资料的规划并非彻底阻挠锂枝晶，而是操控其成长来避免刺穿。

  在此次新研讨中，Li团队经过在阳极中运用微米巨细的硅颗粒来约束锂化反响，并促进厚锂金属层的均匀镀覆，然后阻挠枝晶的构成。

  在这种规划中，当锂离子在充电进程中从阴极移动到阳极时，锂化反响在浅外表受到约束，离子附着在硅颗粒的外表，但不会进一步浸透。

  这与液态锂离子电池的化学性质显着不同，在液态锂电池中，锂离子穿透深度锂化反响并终究损坏阳极中的硅颗粒。

  可是，在固态电池中，硅外表的离子被捆绑，并阅历锂化的动态进程，在硅芯周围构成锂金属镀层。

  Li解说：“在咱们的规划中，锂金属包裹在硅颗粒上，就像巧克力松露中榛子核周围的硬巧克力外壳。”

  正是这些涂层颗粒构成了均匀的外表，电流密度得以均匀分布在外表，避免了枝晶的成长。

  并且，因为电镀和剥离能够在均匀的外表上快速发生，这种锂电池只需约10分钟就能够完结充电。

  研讨人员制作了一种邮票巨细的固态电池，比大大都大学实验室制作的扣子电池大10到20倍。该电池在6000 次循环后仍保存80% 的容量，优于当今市场上的其他固态电池。

  该技能经过哈佛技能开发办公室授权给一家哈佛衍生公司，阿登动力公司（Adden Energy）。该公司已扩展了这项技能的规划，生产出一种适配智能手机尺度的固态电池。

  据悉，该团队还分析出了数十种可能会发生相似功能的其他资料。“包含银在内的其他资料可能是固态电池阳极的杰出资料。”Li表明。