鋰金屬電池的能量容量幾乎是鋰離子電池的兩倍,，而且重量更輕。在電動汽車應(yīng)用中,，有望使其更輕,、續(xù)航更長。然而,，鋰金屬電池一直存在使用壽命較短的問題,。據(jù)外媒報道，由美國能源部西北太平洋國家實驗室（PNNL）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊,，開發(fā)出一種可持續(xù)循環(huán)600次的鋰金屬電池，遠(yuǎn)超過以往報告結(jié)果,。

　?。▓D片來源：PNNL）

　　為了延長電池壽命，該團(tuán)隊沒有使用含鋰更多的負(fù)極,，而是使用極薄的鋰條,，只有20微米寬，比人的頭發(fā)絲還要薄得多,。研究人員Jun Liu表示：“很多人都認(rèn)為,，鋰越厚，電池的循環(huán)時間就越長,。實際上,，并不總是這樣。每個鋰金屬電池都存在一個優(yōu)化厚度,，具體取決于其電芯能量和設(shè)計,?！?/p>

　　該團(tuán)隊開發(fā)的鋰金屬電池的能量密度為350Wh/kg。經(jīng)過600次循環(huán)后,，仍能保持76%的初始容量,。研究人員希望將這一最新進(jìn)展整合至高能軟包電芯設(shè)備中，并在現(xiàn)實條件下展示改進(jìn)的性能,。

　　該團(tuán)隊決定嘗試更薄的鋰條,，是基于對負(fù)極分子動力學(xué)的詳細(xì)了解。研究人員發(fā)現(xiàn),，較厚的鋰會導(dǎo)致電池失效,。這是因為負(fù)極上的固態(tài)電解質(zhì)膜（SEI）周圍發(fā)生了復(fù)雜的反應(yīng)。

　　該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),，較薄的鋰條可以創(chuàng)造良好的SEI,。研究人員采用“濕SEI”和“干SEI”這兩個術(shù)語。濕的版本可保持液體電解質(zhì)和負(fù)極之間的接觸,，有助于發(fā)生重要的電化學(xué)反應(yīng),。在干版本中，液態(tài)電解質(zhì)無法接觸所有的鋰,。簡言之,，因為鋰條較厚，電解液需要流入更深的鋰袋中,，這樣其他部分的鋰就會變干,，嚴(yán)重阻礙發(fā)生必要的電化學(xué)反應(yīng)，直接導(dǎo)致電池過早失效,。隨著時間的推移,，這一層體逐漸積聚并形成屏障，從而減少能量流動,，并降低表面效率,。同樣，干SEI層會阻礙電池內(nèi)部所需能量的有效傳輸,。

　　研究人員表示,，其目標(biāo)是打造耐用、安全,、具有成本效益的電池,，并將能量密度提升至500Wh/kg。

　　來源：蓋世汽車

　　作者：Elisha