东北大学成功抑制锂金属针状结晶的形成 金属负极电池的实用化向前迈出了重要一步

5月19日，东北大学宣布成功地抑制了碱性负极蓄电池的锂金属等的针状结晶的形成。从理论上看，碳素负极（石墨）和过渡金属氧化物正极的锂离子的电池容量已经到达极限。但是如果使用纯锂原子组成金属负极替代石墨等材料，负极的理论容量将提高10倍。但是析锂因受电极表面附近的浓度和电场分布影响，容易生成锂枝晶。而锂枝晶易脱落，脱落的细小结晶如若贯穿两电极就会引起电池内部短路，从而导致电池容量的大幅度下降。
在本次实验中，把锰、钾、钡等碱土金属盐添加到含有锂盐和钠盐的电解液中，实施电沉积实验。通过实验结果发现，析出的锂、钠金属都是明显呈扁平状。因为添加碱土金属改变了单价阳离子的溶媒结构，抑制了锂和钠金属结晶析出的活性化进程，所以析出的晶体呈扁平状。
实验证明，使用多价阳离子盐添加剂，可以控制锂等金属阳极的反应速度和结晶形态，这是金属负极电池实用化进程中的又一项成果。研究人员今后将继续致力于优化添加元素和阴离子溶剂的配方、延长金属负极电池的循环寿命、提高输出性能等工作。

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