研究人员开发出新的涂层以使锂金属电池使用寿命更长

在储能技术方面，研究人员要么试图完善替代电池的类型，要么将锂离子电池的性能调整到绝对极限。来自纽约的团队是最新的努力之一，该团队提出了一种新的方法来延长锂电池的寿命，同时确保其安全性。

研究人员在锂金属电池中的固体电解质上涂覆了一层非常薄的氮化硼。纳米涂层提高了挥发性金属的稳定性。

典型的锂离子电池具有缺点。一方面，其低能量密度使电池寿命短。同时，用作电解质的液体容易发生短路并着火。

为了解决能量密度的问题，研究人员用锂金属制成的锂离子电池代替了锂离子电池中的石墨阳极。理论上，替代材料的电荷是石墨的几倍。

不幸的是，锂电镀过程倾向于产生树枝状晶体。如果枝晶刺穿分隔电池的膜，则可能会引起短路和电击。(相关：工程师开发了高能量密度的全固态电池。)

一起使用固体电解质和锂金属阳极的方法

哥伦比亚大学研究员袁扬解释说：“我们决定专注于固体陶瓷电解质。”“与锂离子电池中的传统易燃电解质相比，它们在改善安全性和能量密度方面都显示出巨大的希望。”

陶瓷不易燃。大多数固体电解质都将它们用作确保其安全性的材料。此外，固体陶瓷电解质具有抑制锂枝晶的机械强度。它们使锂金属可以用作电池阳极的涂层。

但是，锂金属会腐蚀大多数固体电解质。它们的不稳定性阻止了电解质在电池中的使用。

哥伦比亚研究人员和首席研究作者钱成解释说，它们依靠锂金属来提高电池的能量密度。他们需要一种方法来修改允许使用锂金属作为阳极的固体电解质。

Cheng和Yang寻找一种可以阻止锂阳极破坏固体电解质稳定性的材料。这样的界面必须具有稳定性，对电子的高度绝缘以及高离子传导性，以有效地传输锂离子。

最后，该材料必须保持电池的能量密度。它必须非常薄。

开发用于锂金属固体电解质的“防弹背心”

哥伦比亚研究人员在用作固体电解质的离子导体上施加了一层纳米氮化硼薄层。电解质和锂金属阳极之间的纳米膜禁止接触。

他们还添加了痕量的聚合物。该液体电解质通过电极与固体电解质的界面渗出。

研究小组发现，氮化硼在锂金属的存在下仍保持稳定。当用作保护层时，它与电子绝缘。氮化硼层具有允许锂离子移动的固有缺陷。此外，该材料易于制备和以不同量施加。

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