没有阳极的电池可以使电动汽车的行驶里程几乎增加一倍

想象一下,驾驶一辆电动汽车从首尔到釜山,然后再充电一次,或者不再担心寒冷的冬天电池性能下降。韩国研究人员在电池方面的一项新突破表明,这个未来可能比预期更接近。浦项科技大学、韩国科学技术院和庆尚国立大学的联合研究小组开发了一种没有阳极的电池,可以使电动汽车的行驶里程增加近一倍,该电池首次出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告

想象一下,驾驶一辆电动汽车从首尔到釜山,然后再充电一次,或者不再担心寒冷的冬天电池性能下降。

韩国研究人员在电池方面取得的一项新突破表明,这个未来可能比预期更接近。

浦项科技大学、韩国科学技术院和庆尚国立大学的联合研究团队开发出一种无阳极锂金属电池,其能量密度几乎是当今电动汽车电池的两倍。

他们发表在《先进材料》上的研究表明,新的电池设计可以在相同的物理空间中存储更多的能量,从而有可能使电动汽车在不增加电池尺寸的情况下行驶更远的距离。

传统的锂离子电池依靠阴极和阳极来存储和移动锂离子。

相比之下,无阳极电池完全去除了阳极。

相反,存储在阴极中的锂离子在充电过程中移动并直接沉积到薄铜层上。

通过消除阳极,电池释放了内部空间,从而为能量存储提供了更多空间,类似于在相同大小的油箱中装入更多燃料。

这种方法提供了巨大的好处,但也带来了严峻的技术挑战。当锂沉积不均匀时,它会形成尖锐的针状结构,称为枝晶。

这些枝晶会刺穿内部电池层,导致短路、安全风险和快速性能损失。重复充电还会损坏锂表面,缩短电池的使用寿命。

为了克服这些问题,研究团队开发了一个由两部分组成的解决方案。第一个组件是“可逆主体”,一种嵌入微小银纳米颗粒的聚合物结构。

这种结构引导锂均匀地沉积在受控位置,而不是随机沉积。简单来说,它就像一个井然有序的锂停车场,确保充电过程中平稳、均匀的放置。

来源:KSR。