最近的進(jìn)展大大降低了鋰電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，為更安全、更可靠的儲(chǔ)能解決方案鋪平了道路。研究人員已經(jīng)證明，通過使用精確排列銅原子的金屬箔來減緩鋰枝晶的生長，可以大大提高電池的安全性和使用壽命。

由韓國蔚山科技大學(xué)能源與化學(xué)工程學(xué)院的 Hyun-Wook Lee 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在無陽極鋰電池中使用了通過創(chuàng)新的非接觸式熱處理生產(chǎn)的單晶 Cu(111) 箔。這種先進(jìn)的箔片有助于鋰在電池表面均勻分布，有效防止枝晶形成。因此，無陽極鋰電池的實(shí)施現(xiàn)在可將爆炸風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

研究小組通過促進(jìn)單晶 Cu(111) 箔上的水平而非垂直鋰生長，成功解決了枝晶形成問題，即在鋰堆疊過程中不均勻形成的不規(guī)則、分支狀結(jié)構(gòu)。

枝晶是增加爆炸風(fēng)險(xiǎn)的主要原因，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)造成電氣短路。從歷史上看，充電過程中枝晶的形成對鋰金屬電池的商業(yè)化構(gòu)成了重大障礙。

研究團(tuán)隊(duì)與 IBS 多維碳材料中心 (CMCM) 主任 Rodney S. Ruoff 教授、江原國立大學(xué) Sunghwan Jin 教授和 KAIST Dong-Hwa Seo 教授等杰出專家合作，證實(shí)提高鋰生長的均勻性可產(chǎn)生穩(wěn)定的四面體晶體結(jié)構(gòu)，從而提高效率和安全性。

該論文發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上。

在對各種銅箔上鋰的生長模式進(jìn)行比較研究中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)高米勒指數(shù)晶面的不規(guī)則排列有助于枝晶的形成。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)可能徹底改變電池設(shè)計(jì)的下一代金屬基板提供了重要見解。

李教授指出：“以前的鋰電池研究主要集中在充電方面。我們的研究結(jié)果表明，鋰的生長方式從垂直向水平發(fā)生了轉(zhuǎn)變，為實(shí)現(xiàn)無陽極鋰電池的商業(yè)化提供了一條有希望的途徑。”