美國哈佛大學科學家為電動汽車開發(fā)了一種新型固態(tài)鋰金屬電池,該電池有望實現(xiàn)3分鐘內(nèi)完全充電,并且可持續(xù)使用20年。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然》雜志上。

　　目前,初創(chuàng)公司Adden Energy宣布已獲得哈佛大學技術(shù)發(fā)展辦公室授予的獨家技術(shù)許可,用于推進該技術(shù)的商業(yè)化,其目標是將電池縮小為手掌大小的“軟包電池”,其組件封裝在鋁涂層薄膜中。

　　這款電池使用的是純金屬形式的鋰,而不是目前市場上電動汽車電池所用的鋰離子。同時,“固態(tài)”是指使用固體電極和固體電解質(zhì),而不是鋰離子電池中的液體或聚合物凝膠電解質(zhì)。

　　在實驗室中,該團隊的電池原型實現(xiàn)了充電速度快至3分鐘的,并且在生命周期內(nèi)可循環(huán)超過1萬次。研究人員表示,目前,即使是同類中最好的電池也只有2000—3000次充電循環(huán),這項技術(shù)可能會“改變游戲規(guī)則”。

　　這款新電池新穎且復(fù)雜的設(shè)計靈感來自于英式經(jīng)典三明治。與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比,鋰金屬電池在相同體積下儲存的能量要多得多,而充電時間卻比傳統(tǒng)鋰離子電池少得多。但它們很容易形成“樹突”——一種微小的、剛性的樹狀結(jié)構(gòu)。樹突會在電池中生長,其針狀突起的部分稱為枝晶。這些結(jié)構(gòu)像根一樣長入電解質(zhì)并刺穿分隔陽極和陰極的屏障,可能導致電池著火。

　　類似三明治的多層結(jié)構(gòu)可防止枝晶結(jié)構(gòu)生成。如果將電池想象成三明治,首先一層是面包（鋰金屬陽極）,然后是生菜（石墨涂層）,接下來是一層西紅柿（第一種電解質(zhì)）和一層培根（第二種電解質(zhì)）,最后是另一層西紅柿和最后一塊面包（陰極）。在這種設(shè)計中,樹突在“生菜”和“番茄”中生長,但在“培根”處停止�！芭喔�”屏障阻止枝晶穿過使電池短路,從而防止了故障產(chǎn)生。

　　此外,該電池可自我修復(fù),這意味著它的化學成分允許它回填由枝晶產(chǎn)生的孔。

　　這家創(chuàng)業(yè)公司表示,清潔能源儲存技術(shù)的快速發(fā)展對于應(yīng)對氣候變化至關(guān)重要。據(jù)估計,僅全球汽車電氣化一項就可將全球溫室氣體排放量減少16%,而這種“新電池模式”被視為實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。