新研究解决枝晶难题 克服锂电池的局限性

锂金属电池（LMB）的能量密度比目前的锂离子电池（LIB）高近 10 倍，因此被认为是未来潜在的存储系统之一。然而，锂金属电池存在一定的安全隐患，不能用于快速充电应用。不受控制的枝晶形成会导致过度加热和电池短路，这是其发展过程中面临的关键挑战之一。

研究人员以前曾试图解决 LMB 的安全问题，但采用的方法既费力又费钱/费时。海德拉巴塔塔基础研究所（TIFRH）的 T. N. Narayanan 实验室报告了一种简单、可扩展、成本效益高的方法，用于组装更安全、更耐用的锂金属电池。

Preeti Yadav（作者）手持由改进型隔膜式锂金属电池供电的发光红色 LED（3V） 图片来源：Pallavi Thakur 博士和 T. N. Narayanan 教授

多孔隔膜位于电池电极之间，将它们隔开，对防止短路至关重要。电池使用一段时间后，其中一个电极上开始形成树状结构或称为树枝状突起的须状突起。如果这些树突不受控制地生长，就会在某种意义上成为两个电极之间的物理桥梁，造成短路。

该研究的主要作者、研究生 Preeti Yadav 和 Pallavi Thakur 使用一种常见的石墨衍生物粉末对典型电池中使用的隔膜进行了改性。这种改性抑制了枝晶的形成，在很大程度上提高了电池的寿命。研究人员认为，这种隔膜改性方法具有巨大的潜力，可以推广到工业应用中。

然而，在 10 mA cm-2 的极高电流密度下，电池似乎在缓慢退化。这可能是因为锂电镀到了碳（沉积石墨衍生物层的一种成分）上。研究人员希望进一步研究这些难题，从根本上了解界面在提高电池性能方面的作用。

编译自:ScitechDaily