钠(Na)穿透钠金属阳极中隔板层的快照。鸣谢:来自实验室的白实验室研究，圣路易斯华盛顿大学McKelvey工程学院的能源、环境和化学工程助理教授，最近揭示了构建完全稳定的钠电极的公式。该小组现在已经发现了一种非常稳定和安全的电极的配方。
这项研究发表在上个月的《高级能源材料》杂志上。
电极的稳定性是高性能电池的关键。不稳定性是由金属离子从阴极移动到阳极时的不规则分布引起的。离子移动得越均匀，金属沉积物的生长就越顺利。这使得电池寿命更长，更重要的是，电池不太可能短路并造成危险情况。
“绝对稳定能保证绝对安全吗？”白问道。它不会，尤其是在快速充电期间。白和研究生副研究员马找到了原因。
简而言之:实验室实验中被忽略的一个关键成分比之前认为的更重要。能够快速充电的绝对安全的电池需要分离器的配合。
钠(Na)渗透隔膜层。鸣谢:圣路易斯华盛顿大学当研究人员观察实时du ring电池快速充电过程中金属阳极的变化时，他们是在实验室设置中完成的，省略了电池的关键部分隔板。这种多孔隔板将电池的阳极侧和阴极侧分开。事实证明，无论电极的稳定性如何，隔膜对电池的安全性起着非常重要的作用。
“我们发现，安全性取决于分离器的孔径大小，”白说。电池隔板是多孔的，以容纳金属离子移动的液体电解质，但有些隔板的孔比其他隔板大。"孔径越小，生长的金属沉积物选择局部孔隙的机会就越小."
这意味着，随着电极向隔板移动，如果孔径较小，金属离子可以渗透的地方就更少。大部分电流没有均匀分布，而是集中在一些自然选择的点上，这可能导致电池短路。
白和马设计了一个数学模型，称为杨-拉普拉斯超电势，它捕捉了实际电池内部的物理动力学，现在正指导白的实验室开发更稳定和更安全的无阳极金属电池。
“我们已经找到了理想情况下的物理阈值，”白说。“但实际门槛要低得多。它取决于分离器的微观结构，精确地遵循我们开发的数学模型。”
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