随着对电动汽车的需求的增加，对高安全性，长寿的电池的需求也随之增加。但是，电动汽车中高能密度电池的需求超过了传统的锂离子电池的能力。
界面高浓度电解质的离子分布（左上）以及常规浓度电解质和界面高浓度电解质（右上方）的排放/电荷电压轮廓的示意图。图像底部的示意图说明了界面高浓度电解质对锂成核和板的影响。图片来源：Tsinghua University Press Nano Research。
锂金属电池可提供更大的充电能力。研究人员正在努力利用锂金属作为阳极建造锂金属电池。但是，由于在充电过程中形成树突（尖峰，金属微观结构），因此存在安全性的安全问题。
一群中国研究人员着手克服锂树突形成的问题，并开发高安全的长寿金属电池。该团队有效地开发了一种防止树突形成的电解质。该电解质在锂金属电池中的性能很好，并为开发高安全性，长寿金属电池提供了解决方案。
10月3日路，2022年，该研究发表在杂志上纳米研究。
高能储存电池可以从锂金属阳极中显着受益；但是，锂树突不受监管的生长会带来严重的问题。当锂离子在锂金属表面的特定位置移动并变化时，就会发生树突形成。树突严重损害了电池安全性并降低循环效率。
该小组通过整合传统电解质和高浓度电解质的益处来解决树突问题。高浓度电解质在下一代电池中使用了极大的希望，因为它们在当前电解质的某些缺点上有所改善。该团队的新电解质抑制了树突形成，同时在锂金属电池中提供良好的电化学性能。
其独特的结构不仅促进了离子在电极表面上的均匀转换，还确保了离子在电解质中的快速运动。
天津大学教授Chunpeng Yang
科学家首先运行数值模拟，以研究带负电荷的覆盖物对界面高浓度电解质的诱导的影响。然后，该团队通过将氮和氧气的碳纳米片涂上镀镍泡沫作为概念验证材料来创建电极。
带正电的锂离子在镍涂层的氮和氧气掺杂的碳电极附近集中。这种锂离子的浓度增加了电极上的电荷转移反应，从而有助于特殊的电化学循环性能。电极上的半细胞和全细胞测试产生了出色的结果。它们的电极优于基于纯镍泡沫的先前电极。
这提供了一个简单的原理，可以同时考虑稳定的Li Metal Anode的常规电解质和高浓度电解质的优势来抑制锂树突，这可以应用于实用金属电池的其他底物。
天津大学教授Chunpeng Yang
该小组打算探索更多的策略，以创建这种特殊的电解质结构，以生产高性能电池，除了在电极上涂层负面表面充电的材料以指导界面高浓缩电解质的产生。亚博网站下载
通过改善电池组件，调查人员试图实现具有高能量密度，高安全性和寿命的LI金属电池的商业应用。
我们的研究结果可以扩展到更多的金属电池系统，例如钠，锌和镁金属电池，这将有助于实现用于可持续能源供应的大规模储能。
天津大学教授Chunpeng Yang
研究团队包括天津大学的Haotian Lu，Feifei Wang和Lu Wang，可持续化学转化实验室以及新加坡国立大学。
天津大学和可持续化学转化实验室的春彭杨；东中国科学技术大学的Jinghong Zhou；亚博老虎机网登录来自新加坡国立大学的Wei Chen；天津大学的Quan-hong阳和可持续化学转化实验室也参与了这项研究。
中国国家关键研究与发展计划，可持续化学转化的HAIHE实验室以及中央大学的基本研究资金为这项研究提供了资金。
期刊参考
Lu，H.，等。（2022）用于稳定锂金属阳极的界面高浓度电解质：理论，设计和演示。纳米研究。doi.org/10.1007/s12274-022-5018-7。
来源：http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html