与锂离子电池相比，锂金属电池具有更高的能量密度、更快的充电速度和更轻的重量，但其商业应用一直受到限制，主要原因之一是枝晶生长。据国外媒体报道，斯坦福大学开展了新的研究，从理论角度讨论了枝晶问题，为制造更好、更安全的锂金属电池开辟了道路。
(来源:斯坦福大学)
该校的研究人员开发了一个数学模型，将枝晶形成的物理和化学过程结合起来。该模型表明，通过替换具有某些特性的新电解液，可以减缓甚至完全停止枝晶生长。锂离子通过电解质在电池的两个电极之间移动。研究人员表示，这项研究旨在指导设计寿命更长的锂金属电池。
设计方向
为了了解枝晶形成的原因，研究人员开发了关于电池内部电场和锂离子通过电解质材料传输的数学表达式，以及其他相关机制。
有了这项研究的结果，研究人员可以专注于(物理上)合理的材料和建筑组合。研究人员哈姆迪·切莱皮(Hamdi Tchelepi)说:“我希望其他研究人员能以此为基础设计出具有适当性质的设备，减少实验室重复实验的次数和实验变化的范围。”
具体来说，这项研究希望实现新的电解质设计策略，包括追求材料的各向异性，即在不同的方向上表现出不同的性质。使用各向异性电解质可以微调离子传输和界面化学之间的复杂相互作用，并防止枝晶形成。研究人员指出，一些液晶和凝胶显示出类似的特征。
这项研究中发现的另一种方法集中在电池隔板上，它可以防止电池两端的电极接触和短路。通过设计一种新的具有孔隙特征的隔膜，锂离子可以以各向异性的方式在电解质中来回传输。
构建和测试
该团队希望其他研究人员能够跟进这项研究中发现的“线索”。下一步将制造和测试基于实验性新电解质配方和电池架构的真实设备，以验证其有效性、可扩展性和成本。
在此基础上，研究人员致力于构建锂金属电池系统(DABS)的成熟虚拟表示，即所谓的“数字化身”，以不断提高这些领先储能设备的性能。与锂离子电池相比，锂金属电池具有更高的能量密度、更快的充电速度和更轻的重量，但其商业应用一直受到限制，主要原因之一是枝晶生长。据国外媒体报道，斯坦福大学开展了新的研究，从理论角度讨论了枝晶问题，为制造更好、更安全的锂金属电池开辟了道路。
(来源:斯坦福大学)
该校的研究人员开发了一个数学模型，将枝晶形成的物理和化学过程结合起来。该模型表明，通过替换具有某些特性的新电解液，可以减缓甚至完全停止枝晶生长。锂离子通过电解质在电池的两个电极之间移动。研究人员表示，这项研究旨在指导设计寿命更长的锂金属电池。
设计方向
为了了解枝晶形成的原因，研究人员开发了关于电池内部电场和锂离子通过电解质材料传输的数学表达式，以及其他相关机制。
有了这项研究的结果，研究人员可以专注于(物理上)合理的材料和建筑组合。研究人员哈姆迪·切莱皮(Hamdi Tchelepi)说:“我希望其他研究人员能以此为基础设计出具有适当性质的设备，减少实验室重复实验的次数和实验变化的范围。”
具体来说，这项研究希望实现新的电解质设计策略，包括追求材料的各向异性，即在不同的方向上表现出不同的性质。使用各向异性电解质可以微调离子输运和界面化学之间的复杂相互作用……并防止枝晶形成。研究人员指出，一些液晶和凝胶显示出类似的特征。
这项研究中发现的另一种方法集中在电池隔板上，它可以防止电池两端的电极接触和短路。通过设计一种新的具有孔隙特征的隔膜，锂离子可以以各向异性的方式在电解质中来回传输。
构建和测试
该团队希望其他研究人员能够跟进这项研究中发现的“线索”。下一步将制造和测试基于实验性新电解质配方和电池架构的真实设备，以验证其有效性、可扩展性和成本。
在此基础上，研究人员致力于构建锂金属电池系统(DABS)的成熟虚拟表示，即所谓的“数字化身”，以不断提高这些领先储能设备的性能。
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