用鹽來(lái)腌制并延長(cháng)肉類(lèi)的保存期限，已經(jīng)有很長(cháng)一段歷史。但現在，康奈爾大學(xué)的研究人員又發(fā)現——給鋰基電池的陽(yáng)極添加某些“鹽”的話(huà)，還可以大幅延長(cháng)其使用壽命——因為此舉能極大地緩解電池在長(cháng)久使用后所存在的退化問(wèn)題。這項發(fā)現可適用于其它基于金屬的化學(xué)應用，比如更輕和更節能的致密型鋰硫電池，并且有望于3年后投入商業(yè)化應用。
在剛被制造出來(lái)的時(shí)候，一枚基于金屬的電池的陽(yáng)極材料是被盡可能均勻地沉積著(zhù)的。但在經(jīng)過(guò)一次次的充放電循環(huán)后，有害的微小晶體“樹(shù)突”(dendrites)會(huì )逐漸積累，并對電池造成危害。
“樹(shù)突”可導致電極表面上產(chǎn)生內部短路并引發(fā)電池過(guò)熱，假如失控，還會(huì )導致潛在的危險。更可怕的是，如果熱量將晶體本身給融化了，就會(huì )產(chǎn)生“孤立區域”，長(cháng)此以往，電池的容量就會(huì )因為金屬區域的電路斷開(kāi)而逐漸減少。
盡管有許多研究人員投入了“樹(shù)突”(枝晶)生長(cháng)方面的研究——這是許多金屬電池(包括鋰電池)都會(huì )面臨的問(wèn)題——但卻無(wú)法徹底“根除”這一現象。
好消息是，由康奈爾大學(xué)Lynden Archer教授所帶領(lǐng)的一個(gè)研究小組，已經(jīng)采取一種全新的方法，并且能夠阻止這些有害晶體的生長(cháng)。
在檢視了沉積過(guò)程中的化學(xué)穩定性之后，科學(xué)家們決定在電解質(zhì)中添加鹵鹽。正如預期的那樣，它能夠非常有效地防止枝晶在鋰電池陽(yáng)極納米涂層上的生成。
據研究人員介紹，這項發(fā)現使得電池的循環(huán)使用壽命可被極大地延長(cháng)。此外，該方法也適用于采用其它化學(xué)組成的電池電極。
Archer教授說(shuō)到：“我們的研究結果表明，如果不及時(shí)處理，樹(shù)突的生長(cháng)會(huì )造成鋰電池在65個(gè)小時(shí)的連續充放電循環(huán)后出現故障”。
“但在向電解質(zhì)中添加了鹵化物鹽之后，其壽命被增加到了1800個(gè)小時(shí)(約25倍)到無(wú)限，特別是配合納米多孔分隔符之后”。
這項測試是在室溫和更高的電流密度下完成的(與用于評估陶瓷或聚合物電解質(zhì)相比)，這使得其結果更加令人印象深刻。
