財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，鋰金屬電池是比當今普遍使用的鋰離子架構的更有前途的替代品之一，具有容納數倍能量的潛力。近期，材料科學家又朝這個未來邁出了一步，他們展示了在迴圈過程中對鋰金屬電池施加“恰到好處”的壓力，可以防止枝晶的生長，進而保護電池。
鋰金屬電池之所以有如此大的前景，是因為它們尋求使用純鋰金屬作為負極材料，這種材料所能儲存的能量是現在使用的石墨的10倍。然而，阻礙這項技術發展的問題是，當電池迴圈時，鋰離子與陽極相互作用，它們會在表面形成枝晶。這些枝晶會導致電池短路和起火，並迅速導致電池失效。
因此，該領域的很多研究都集中在防止枝晶生長上。當前，一些有希望的進展包括：保護陽極的自形成層，建造表面更光滑的超薄鋰金屬陽極，或引入更穩定的固體電解質而不是液體電解質等等。
之前的研究還表明，在迴圈過程中對鋰金屬電池施加壓力會阻礙樹枝晶的生長，使鋰粒子更整齊地沉積，並提高裝置的穩定性和壽命。加州大學聖地亞哥分校（University of California, San Diego）的科學家們開始探索這種現象，並試圖確定什麼樣的壓力水平能帶來最好的結果。
他們的研究包括觀察鋰金屬電池在操作過程中受到不同壓力時的形態。在較低的壓力下，沉積的鋰呈現出多孔和無序的性質，為枝晶的生長留下了足夠的空間。
然而，在350千帕斯卡（約3.5個大氣壓）的更高壓力下，鋰被沉積成整齊的柱狀，中間沒有任何孔隙，幾乎沒有形成枝晶的空間。這項研究結果已經被髮表在了《自然能源》雜誌上。
加州大學聖地亞哥分校奈米工程系教授、該研究的論文資深作者Shirley Meng表示：“我們不僅回答了這個科學問題，而且還確定了所需的最佳壓力，另外我們還提出了新的測試方案以獲得最大的LMB（鋰金屬電池）效能。”
這種對鋰沉積的操縱和對枝晶的預防將是鋰金屬電池的關鍵，但透過這種高壓方法來實現這一點，需要重新思考它們是如何組合在一起的。科學家們指出，生產設施將需要重新調整以生產這樣的電池，但有了這些有希望的結果，他們現在可以開始探索各種可能性。
