超聲波發(fā)射設(shè)備或助力鋰金屬電池的商業(yè)化

美國加州大學(xué)圣迭戈分校研發(fā)出一種超聲波發(fā)射設(shè)備，或?qū)⒆屓萘砍?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/6503/" target="_blank">鋰離子電池2倍的鋰金屬電池實現(xiàn)商業(yè)化。

蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，美國加州大學(xué)圣迭戈分校（University of California San Diego）的研究人員研發(fā)出一款超聲波發(fā)射設(shè)備，能夠進一步幫助鋰金屬電池（LMB）實現(xiàn)商業(yè)化。盡管該研究團隊主要關(guān)注LMB，但該設(shè)備實際可用于任何種類的電池，無論其化學(xué)成分如何。

研究人員研發(fā)的該款設(shè)備是此種電池中必不可少的一個部分，工作原理是發(fā)射超聲波，在電池陽極和陰極之間的電解液中產(chǎn)生循環(huán)電流，從而阻止鋰金屬生產(chǎn)物（即在電池充電過程中形成的樹突）的形成，因為樹突會導(dǎo)致LMB性能下降并且短路。

該設(shè)備由現(xiàn)成的智能手機部件制成，可以產(chǎn)生頻率極高的聲波，其頻率范圍為1億赫茲至100億赫茲不等。在手機中，此類部件主要用于過濾無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)信號，識別和過濾語音通話和數(shù)據(jù)，而研究人員們用其在電池電解液中產(chǎn)生電流。

目前， LMB還未被認(rèn)為是一個可行的選擇，可以為電動汽車、電子產(chǎn)品等提供電力，因為此種電池的壽命太短。但是，此種電池的容量是當(dāng)今性能最好的鋰離子電池的2倍，即配備同樣重量鋰金屬電池的電動汽車的續(xù)航里程是鋰離子電池電動汽車的兩倍。

研究人員表示，配備該設(shè)備的鋰金屬電池可充放電250次，而鋰離子電池可以充放電2000多次。此外，此類電池可以在10分鐘內(nèi)將電量從0充到100%，即實現(xiàn)快速充電的高能量電池。

大多數(shù)電池研究主要關(guān)注于找到完美的化學(xué)物質(zhì)來研發(fā)壽命更長、充電更快的電池，對比之下，加州大學(xué)圣迭戈分校研究小組則試圖解決一個基本問題：在傳統(tǒng)金屬電池中，陰極和陽極之間的電解液是靜態(tài)的，因此，當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時，電解液中的鋰離子會被耗盡，使得鋰金屬不均勻沉積在陽極的可能性更大，反過來還會導(dǎo)致一種稱為“樹突”的針狀結(jié)構(gòu)的形成，此種結(jié)構(gòu)會不受控制地從陽極向陰極生長，導(dǎo)致電池短路甚至著火，而快速充電又會加劇此種現(xiàn)象。

不過，研究人員研發(fā)的該設(shè)備會發(fā)射超聲波，在電池中傳播，使得電解液可以流動，補充了電解液中的鋰，使鋰在充電過程中更有可能在陽極上均勻、密集地沉積。

加州大學(xué)圣迭戈分校材料科學(xué)專業(yè)博士生An Huang表示，該過程中最困難的部分就是研發(fā)該設(shè)備，需要在極小的電池上進行研究，理解其所涉及的物理學(xué)現(xiàn)象，找到有效的方法，將該設(shè)備集成到電池中。研究人員表示：“我們的下一步是將該項技術(shù)整合至商用鋰離子電池中?！?/p>