近期，哈佛大學工程與應用科學學院的科研人員團隊研發(fā)出了一種新型的鋰金屬電池，這種電池能夠進行超過6000次充放電，比目前市場上任何一種軟包電池都更加耐用，最大的亮點是這款電池的充電時間不超過10分鐘。研究的靈感來自于對鋰金屬陽極制造固態(tài)電池的方法，鋰金屬陽極電池的容量是石墨陽極電池的十倍，這一技術(shù)能夠增加新能源汽車的續(xù)航里程，提高車輛的性能。
想要讓這種新型固態(tài)電池實現(xiàn)量產(chǎn)并不是一件簡單的事情，在這種電池中最大的挑戰(zhàn)在于如何防止枝晶形成，枝晶的結(jié)構(gòu)類似于樹根，能夠延伸到電解質(zhì)中，穿透陰陽兩極的間隔，導致電池出現(xiàn)短路起火。之前在2021年的時候，研發(fā)團隊就想要嘗試在電池中增加穩(wěn)定性材料來解決，不過最終以失敗告終，枝晶仍然有可能會進入到電池內(nèi)部。
在最新的一次研究中，研究人員將微米級的硅顆粒加入到了鋰金屬電池中，這樣就可以延遲鋰化反應的速度。另一方面可以加快鋰金屬層的均勻電鍍抑制枝晶的形成，這樣一來，在給電池充電的過程中，電子只能夠在表層活動避免枝晶滲透到內(nèi)部。根據(jù)最新的實驗結(jié)果顯示，這種新型電池在不到10分鐘的時間內(nèi)就可以將電量充滿。
在本次的新研究中，研發(fā)人員還研發(fā)出了和郵票一樣大小的軟包電池版本，雖然這個版本的電池比實驗室中所制造的硬幣電池面積大了10~20倍，但是經(jīng)過耐久性的測試以后發(fā)現(xiàn)這種電池在經(jīng)過多次使用以后損耗比較低，依舊能夠保持著較高的容量。據(jù)研究測試結(jié)果顯示，在進行了6000次的充放電以后，電池容量依舊達到了80%。