加州大学戴维斯分校提出离子流解决方案 可使枝晶生长最多减少99%

据外媒报道，由加州大学戴维斯分校化学工程副教授万建迪领导的研究团队提出了一种可能解决可充电锂金属电池枝晶生长问题的解决方案。该团队已经证明，在下一代可充电电池中，在正极附近流动的离子可以提高电池的安全性和寿命。

锂金属电池是一种使用锂金属作为负极的锂电池。这种类型的电池具有高电荷密度，其能量容量可能是传统锂离子电池的两倍，但其安全性是一个大问题。当电池充电时，一些离子在正极表面被还原为锂金属，形成不规则的树枝状微观结构，最终可能导致短路甚至爆炸。该理论表明，枝晶生长是由正极表面附近的传质和锂离子还原速率之间的竞争引起的。当离子的还原速率比传质快得多时，在正极附近会产生一个没有任何离子的中性间隙，称为空间带电层。该层不稳定，被认为是枝晶生长的原因。因此，减少或消除这种间隙可以减少枝晶生长并延长电池寿命。研究人员希望通过允许离子流过微流体通道中的正极来恢复电荷并抵消这一间隙。概念验证测试表明，这种离子电流可以使树枝状物的生长减少99%。这项研究证明了使用微流体解决电池相关问题的有效性，并为该领域的未来研究铺平了道路。研究人员表示，“通过这项基础研究和微流体方法，我们可以定量地了解流动对树枝状生长的影响。目前，还没有很多小组在这方面进行研究。”尽管微流体不能直接用于真正的电池，研究团队正在寻找其他方法来应用这项研究的基本原理，并在正极表面附近引入局部流动，以补偿阳离子并消除空间带电层。Wan说：“我们很高兴探索这项研究的新应用。我们已经在设计正极表面以引入对流

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