锂金属电池关键瓶颈已破？全新空心结构可助大幅扩容充电速度也更快

据报道，韩国国家科学技术研究委员会的科学家最近展示了一种很有前景的新型电池架构，这种架构可能会大大增加电池容量，并缩短充电时间。

根据消息显示，这一突破是由于一种高密度锂金属电池的新设计，这种电池可以仔细控制枝晶的生长，并在数百次循环后保持其性能。

目前，锂电池常用的阳极是石墨，但如果科学家能够使用纯锂金属，这将标志着储能技术的一大飞跃这是因为金属锂的理论容量约为3860 mAh/g，比石墨的372 mAh/g高出约10倍，这将使电动车和智能手机的电池寿命更长

可是，在锂金属电池的循环过程中，阳极上会形成枝晶，这可能导致短路，故障或火灾到目前为止，科学家已经开发了许多可能的解决方案在上面提到的最新研究中，韩国科学家试图用一种多孔碳结构来解决这个问题

据说该结构具有作为阳极的空心通过在循环期间将锂储存在空心芯中，可以防止枝晶生长和体积膨胀但它们也会受到电化学性能不佳的影响，在循环过程中仍然会在结构表面形成不良的锂生长，这就是所谓的顶镀

因此，研究小组在空心中加入了少量的金纳米颗粒这些颗粒对锂离子具有亲和力，因此可以控制其生长方向，诱导其进入内核，同时在壳层形成纳米级孔隙，进一步促进锂离子向中空中心迁移

据研究人员称，上述结构有助于防止枝晶和顶部电镀的形成，由此产生的电池设计在其模拟实验中显示出巨大的潜力这项研究的结果最近发表在ACS Nano上

研究小组组长Byung Gon Kim博士表示，尽管锂金属电池具有高容量的优势，但由于稳定性和安全性等问题，要实现商业化还有许多障碍需要克服我们的研究非常有价值，因为我们开发了一种大规模生产锂金属电池的技术，这种电池具有很高的库仑效率，可以用于锂金属电池的快速充电

目前，该团队正在尝试将这种电池技术商业化，但首先需要开发一种兼容的电解质溶液，以便在使用过程中运输离子。

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