锂电池能量翻倍

传统薄膜锂离子电池原理图（Chem511grpThinLiBat BY Public Domain）

一组科学家表示，他们发明了一种固态锂电池，其存储的能量是标准电池的两倍。然而，还有一个更好的消息，它着火的可能性也较小。显然，他们在省略其中一个电极后实现了这一目标。但这种能量翻倍的锂电池是如何工作的呢？

传统锂电池的内部工作原理

所有传统电池，包括锂电池，都是通过在电极之间产生化学反应来提供能量。就锂电池而言，它们储存和释放带电的锂离子。它们的阳极通常是石墨，而阴极通常是金属氧化物：

• 负极材料通常涂覆在铜箔集流体上。

• 阴极材料通常覆盖铝箔集电器。

这些阳极和阴极传统上通过液体或凝胶电解质相互作用。尽管现在更紧凑的全固态电池具有陶瓷等材料的固体电解质。

新型锂电池产生双倍能量

科学家们一直在努力解决用铜箔集电器完全取代标准石墨阳极的挑战：

• 他们相信这可能会提高他们储存能量的能力。
• 这是因为此步骤会去除一半的内部材料。
• 更少的内部材料也应该会降低电池的成本。

但问题始终是如何在稳定的结构内实现这一目标。这次发明能量翻倍的新型锂电池的研究团队尝试了一种新方法。

他们使用了基于硫化物的固体电解质，并与铜集流体上的超薄锂活化碲涂层配合使用。这控制了金属的扩散方式，实现了薄而均匀的层，并被证明是解决方案。

IEEE Spectrum 杂志表示，按重量计算，新型电池的能量可增加 72%。并且比商用锂离子电池多提供 95% 的能量。

“这些发现可能为无阳极和全固态电池的大规模商业化提供了关键的缺失环节，”大卫·米特林说。然而，德克萨斯大学奥斯汀分校的材料科学家警告说，“仍然需要大量的工作”。