采用新的工程方法可以实现下一代电池

根据宾夕法尼亚州立大学最近在《自然能源》杂志上发表的一项研究，可能会有更耐用、充电更快、更安全的锂金属电池。

研究人员开发了一种三维交联聚合物海绵，可以附着在电池阳极的金属涂层上。

“该项目旨在开发下一代金属电池，”机械工程教授兼该项目的首席研究员王东海说。“锂金属已经在电池中尝试了几十年，但有一些基本问题阻碍了它们的发展。”

在额外的压力下，例如电动汽车所需的快速充电方法，锂离子(Li)电池容易发生枝晶生长——针状结构可能会缩短循环寿命，并可能导致安全问题——包括火灾或爆炸。

“我们的方法是在锂金属的界面上使用聚合物，”王解释说。该材料充当多孔海绵，不仅促进离子转移，而且抑制劣化。

“这使得金属涂层即使在低温和快速充电条件下也不会产生枝晶，”他说。

王是宾夕法尼亚能源与环境研究所的附属教员，也是储能领域领先研究机构电池能源与储能技术中心的成员。

作为IEE和BEST中心使命的重要组成部分，该项目汇集了来自大学不同学科的研究人员。

“这个小组的合作确实有助于促进论文的发展，”王解释说。“这使我们能够从材料科学、化学工程、化学和机械工程的角度研究这个问题的不同方面。”

在这项合作中，陈龙庆在材料科学与工程系的小组中做了建模工作，以了解李金属阳极的改进情况。

研究人员表示，这项工作的实际应用可以使更强大、更稳定的金属电池技术成为日常生活中不可或缺的一部分。

“在电动汽车中，它可以增加行驶里程，然后才需要充电数百英里，”王说。“它还可以为智能手机提供更长的电池寿命。”

展望未来，该团队将探索大型电池的实际应用，以展示其优势和可行性。

“我们希望促进这些技术的发展，”王说。通过这项工作，我确信我们可以将这些锂金属电池的使用寿命提高一倍。"

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