锂电池：新技术使其更安全且速度提高 10 倍

由于这一发现，锂电池的性能可以得到显着提高。德克萨斯农工大学的研究人员发明了一种新技术，可以降低锂电池过热的风险。其结果是充电时间更快，设备爆炸的风险几乎为零。

这不是什么秘密。这电池 au 锂我们当前的智能手机有过热倾向。在大多数情况下，内部短路会导致电池以及设备发热。有些案件不幸酿成悲剧。 2019年10月，一名青少年因智能手机充电时爆炸而丧生。不久之后，在法国，图卢兹一家电影院被迫由于智能手机引起的火灾疏散顾客。

只是，研究人员德克萨斯农工大学（美国）似乎找到了解决办法锂电池的多重问题。由于碳纳米管的集成在阳极（编者注：电流进入的电极）锂金属电池，这些科学家成功地制作了一个模型更安全、更快捷比当前版本。

据研究人员称，这种阳极的新架构将允许显着提高充电速度。 “这种新架构可防止锂在阳极外部积聚，随着时间的推移，这会导致两个电池室的内容物之间发生意外接触，这是“设备爆炸”的主要原因之一，Juran Noh 解释道，他是机械工程系系主任 Choongho Yu 教授实验室的材料科学专业学生。

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第一步：从锂到纯金属

在继续之前需要做一些解释。当锂电池充电和放电时，锂离子在阴极和阳极之间来回传输。在绝大多数情况下，阳极由花岗岩和铜制成。只有这些材料的使用才会产生问题。

有时锂离子不会均匀沉积在负极表面，而是而是形成集群。这些簇被称为树突。随着时间的推移，这些树突会发育、生长并最终刺穿材料它分隔了两个电池盒。这种违规行为会导致联合国巡回法院，并可能使设备着火。

此外，枝晶生长显着影响电池性能通过消耗不再可用于产生能量的锂离子。然而，根据 Juran Noh 的说法，锂金属负极的使用允许更高的能量密度，从而提供容量提高10倍与传统电池相比。

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第二步：解决枝晶问题

虽然这些锂金属阳极确实可以保证更好的性能，它们也受到树突的威胁。为了结束这种情况，Jurah Noh 和他的合作者设计了阳极采用超轻材料和高导电性称为碳纳米管。这些碳纳米管以支架的形式排列，包含可以沉积锂离子的空间。为了将这些离子结合到阳极表面，研究人员添加了连接分子。

然而，碳纳米管没有与锂离子正确结合。经过多次调整，研究人员找到了奇迹配方。由于适量结合分子的整合，不可能形成枝晶，并且可以结合到阳极表面的离子数量要大得多。

结果，电池容量增加，与枝晶相关的过热和性能下降问题消失了。 “几十年来，制造安全且使用寿命长的锂金属阳极一直是一项科学挑战。我们开发的阳极克服了这些障碍，是锂金属电池商业应用的重要第一步。”

来源 ：今日德克萨斯农工大学