來(lái)源：參考消息

編譯：林朝暉

據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站9月15日?qǐng)?bào)道，科學(xué)家運(yùn)用一種巧妙的化學(xué)方法攻克了未來(lái)電池面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。他們的這一突破為下一代電動(dòng)汽車(chē)電池鋪平了道路。這類(lèi)電池單次充電僅需12分鐘，續(xù)航里程就能達(dá)到500英里（約合800公里）。

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

鋰金屬電池與傳統(tǒng)鋰離子電池的不同之處在于，前者用鋰金屬取代了石墨陽(yáng)極。研究人員在一份聲明中表示，這種設(shè)計(jì)能提供高得多的能量密度。

對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)駕駛者而言，這意味著電池充電更快、續(xù)航更長(zhǎng)。但科學(xué)家一直未能成功研發(fā)出性能可靠的鋰金屬電池，原因在于“枝晶”：電池充電過(guò)程中陽(yáng)極表面會(huì)生長(zhǎng)出一種樹(shù)枝狀結(jié)晶物質(zhì)，長(zhǎng)期下來(lái)會(huì)導(dǎo)致電池性能下降。在快速充電時(shí)，枝晶問(wèn)題會(huì)加劇，還會(huì)增加電池短路的風(fēng)險(xiǎn)。

不過(guò)，在9月3日發(fā)表于英國(guó)《自然-能源》雜志的一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家找到了抑制枝晶生長(zhǎng)的方法。

研究人員稱(chēng)，其中的關(guān)鍵在于一種新型液態(tài)電解質(zhì)。這種能“抑制內(nèi)聚力”的液態(tài)電解質(zhì)能抑制枝晶生長(zhǎng)，從而提升電池的快速充電能力，并將其使用壽命延長(zhǎng)至18.5萬(wàn)英里(約合30萬(wàn)公里)以上。

鋰離子電池和鋰金屬電池均含有液態(tài)電解質(zhì)，在電池充放電過(guò)程中，液態(tài)電解質(zhì)負(fù)責(zé)在陰極和陽(yáng)極之間傳輸鋰離子。

在電池物理學(xué)中，能量密度指的是電池單位重量或單位體積所能儲(chǔ)存的能量，這是決定電動(dòng)汽車(chē)單次充電續(xù)航里程的關(guān)鍵因素。

研究團(tuán)隊(duì)在聲明中表示，他們發(fā)現(xiàn)枝晶形成的根本原因是“鋰金屬表面的界面內(nèi)聚力不均勻”。換句話(huà)說(shuō)，他們意識(shí)到充電時(shí)鋰離子無(wú)法在陽(yáng)極表面均勻沉積，從而形成易滋生枝晶的薄弱點(diǎn)。

為解決這一問(wèn)題，他們研發(fā)出一種具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的液態(tài)電解質(zhì)。這種電解質(zhì)有助于確保鋰離子在陽(yáng)極表面更均勻地沉積，從而防止鋰離子聚集形成枝晶。

科學(xué)家表示，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，新款電池能在12分鐘內(nèi)將電量從5%充至70%，且經(jīng)過(guò)350次充放電循環(huán)后，仍能保持這一充電速度。一款更高容量的電池版本則能在17分鐘內(nèi)充電至80%，且該性能可維持180次充放電循環(huán)。

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院化學(xué)與生物分子工程學(xué)教授、該研究論文的合著者金熙卓(音)在聲明中表示：“通過(guò)對(duì)界面結(jié)構(gòu)的理解，這項(xiàng)研究已成為攻克鋰金屬電池技術(shù)難題的關(guān)鍵基礎(chǔ)?！?/p>

金熙卓說(shuō)：“它攻克了鋰金屬電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的最大障礙?！?/p>