传统锂离子电池(LIBs)正迅速失宠，因为研究人员开始将锂金属电池视为一种优越的替代品，因为它们的电池寿命相对较长。信用:Unsplash我们今天的生活被各种形状和形式的电子设备所支配。反过来，电子产品由电池控制。然而，广泛用于电子设备的传统锂离子电池(LIBs)正在失宠，因为研究人员开始将锂金属电池(LMBs)视为一种优越的替代品，因为它们的能量密度比LIBs高一个数量级。关键区别在于阳极材料的选择:LIBs使用石墨，而lmb使用锂金属。然而，这样的选择也有其自身的挑战。其中最突出的是在循环过程中在锂阳极表面形成针状结构，这种结构被称为“枝晶”，往往会穿透阳极和阴极之间的屏障，导致短路，从而引发安全问题。“锂枝晶的形成强烈依赖于锂阳极的表面性质。因此，lmb的一个关键策略是在锂表面建立一个高效的固体电解质界面(SEI)，”韩国大邱庆邦科学技术研究所(DGIST)专门从事电池设计的李永民教授解释道。
因此，研究人员探索了多种策略，从2D界面工程到三维锂阳极架构。在每种情况下，解决一个问题只是让位于另一个问题。然而，一种基于锂金属粉末(LMP)复合电极的新方法有望脱颖而出。LMP的吸引力在于它们的球形形状，这导致了更高的表面积，并且易于厚度可调，允许更宽和更薄的电极。然而，LMP使用的问题仍然存在，例如由于其不平坦表面的固有性质而导致的形态学失败。
现在，在发表在《高级能源材料》上的一项新研究中，李博士和来自韩国的研究人员采用了一种新的方法，他们在电极制造过程中向LMP本身预先植入了氧化锂，使他们能够制造约150毫米宽、20微米厚的电极，显示出96%的库仑效率。
向LMP添加三氧化二铌实现了两件事:它在LMP表面诱导了均匀的富氮SEI，并随着三氧化二铌稳定地释放到电解液中，导致其在长时间循环中持续稳定。事实上，预植入LiNO3 LMP(LN-LMP)的lmb表现出出色的循环性能，在450次循环中保持87%的容量，甚至优于添加LiNO 3电解质的电池。
左起顺时针方向:来自韩国DGIST能源科学与工程系的李永民教授、李洪景教授和博士生金，他们与合作者一起为他们的电池设计了一种预埋锂粉阳极。信用:DGIST教授李对这些发现感到兴奋，并谈到了它们的实际影响。他表示:“我们预计，在电极中预先植入锂稳定添加剂，将成为大规模锂金属、锂硫和锂空气电池商业化的垫脚石，这些电池具有高比能量和长循环寿命。”。
关于电池，看起来锂不会很快过时。
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