一直以來，美國馬裏蘭大學的科學家們都專注于研究锂電池的失效機制，他們開創了一項技術，可能使電動汽車（EV）更安全、更節能。這一進步可以降低電池起火的風險，這是現有電池技術的一個關鍵問題。
最新發表在《自然》雜志上的一篇論文提出了這種創新方法，它抑制了锂枝晶的生長，破壞了所謂的全固态锂電池内部形成的枝狀結構。正是枝晶阻礙了這項有前途技術的廣泛商業化。
這項研究由馬裏蘭大學化學與生物分子工程系教授 Chunsheng Wang 領導，他們新設計的 " 中間層 " 可以阻止枝晶的形成，并可能爲 EV 全固态電池的生産打開大門。
在美國，至少有 75 萬輛注冊的電動汽車使用锂離子電池，锂離子電池因其高能量儲存而廣受歡迎，但它含有易燃的液體電解質成分，過熱時會燃燒。
Wang 說，全固态電池可能會使汽車比目前的電動或内燃車型更安全，但要繞過其缺點是很困難的。當這些電池以電動汽車所需的高容量和高充放電速率運行時，锂枝晶會向陰極一側生長，并導緻短路和容量衰減。
" 在我們弄清楚這部分之後，我們提出了重新設計中間層的想法，這将有效地抑制锂枝晶的生長，" 他說。
據悉，他們的解決方案是獨一無二的，因爲固體電解質和陽極（電路中的電子進入電池的地方）以及電解質和陰極（能量流出電池的地方）之間的電池界面是穩定的。新的電池結構增加了一個富含氟的中間層，穩定了陰極一側，以及用鎂和铋修飾陽極中間層，抑制了锂枝晶。
研究人員們表示，" 固态電池是下一代電池，因爲它們可以實現高能量和安全性。在目前的電池中，如果你想獲得高能量，你就得犧牲安全。"
不過，在産品進入市場之前，研究人員還有其他挑戰需要解決。爲了使全固态電池商業化，專家們必須縮小固體電解質層的厚度，使其達到與锂離子電池電解質相似的厚度，這将提高能量密度，也就是電池可以儲存的電量。該團隊表示，基礎材料的高成本是另一個挑戰。
