新式高密度锂电池：将处理电动汽车续航路程焦虑问题

据外媒报导，为了让电动飞机真实起飞，为了让电动汽车在充电后能行进更长的间隔，咱们需求的电池能够贮存更多的能量且不会变得过于沉重。德国的一个团队现已展现了一种新的锂金属电池，其密度远远超过了重要的500 wh /kg的基准而且能在数百次循环中坚持功能。

从电动汽车到智能手机再到笔记本电脑，现在的锂离子电池在坚持现代国际作业方面做得十分超卓，但科学家们以为，经过对其结构的微调还能够释放出许多潜力。更有期望的可能性之一是用纯锂金属替换电池电极中的石墨，这种资料能够包容10倍的能量。

因而，金属锂被一些电池研讨人员称为“愿望资料”，很可能协助咱们打破能量存储的要害瓶颈，但安稳性问题迄今一向困扰着这项技能。这在很大程度上跟带着锂离子的电解质溶液和电池的两个电极之间的不良反响有关。

在许多致力于处理这一问题的研讨团队中，有一个来自卡尔斯鲁厄理工学院和乌尔姆亥姆霍兹学院的团队，他们提出的规划在很大程度上回避了这一问题。研讨人员从一种被称为贫钴富镍层状阴极(NCM88)和一种商业可用的有机电解质LP30开端。当阴极到达高能量密度时，不安稳性很快就呈现了，而且跟着电池的循环，存储容量下降。

“在电解液LP30中，粒子会在阴极上裂开，”HIU主任Stefano Passerini教授说道，“在这些裂缝中，电解液会产生反响、损坏结构。此外，阳极上还会构成一层厚厚的苔藓状锂层。”

因而，该团队将LP30电解质换成了另一种电解质，这种电解质极大地提高了功能。被描绘为一种不蒸发、极易燃的双阴离子离子液体电解质(ILE)，这种成分被证明在很大程度上避免了阴极上的结构缺点并能让电池免于丧命的电化学反响。

Guk-Tae Kim博士指出：“在ILE的协助下，富镍阴极上的结构润饰能够被明显削减。”

据了解，这种结构的锂金属电池的能量密度为560 Wh/kg。为了给下一代电动汽车供给动力，一些研讨联盟致力于打破500 Wh/kg的能量密度门槛，而现在最好的锂离子电池的能量密度为250至300 Wh/kg。

本年早些时候，曾经有一款锂金属电池发明了纪录，其能量密度为350 Wh/kg，在600次循环后仍能坚持76%的容量。在寿数方面，新锂金属电池规划也体现得十分超卓，其在阴极资猜中初始存储容量有214 mAh/g，在1000次循环中坚持88%的容量。

新式锂金属电池被证明十分有才能的另一个范畴是它的库仑功率，这触及锂离子在阳极和阴极之间搬运的功率。为100个锂离子充电，放电后再收回100个锂离子，其库仑功率将到达100%，而商用电池至少需求99.9%的功率才可行。这种新式锂金属电池的发明者称其均匀库仑功率能够到达99.94%。

要将这些在实验室规划的电池上有期望的成果转化为实际国际明显还有许多作业要做，但一种供给如此高能量密度的安稳电池可能会改动电力运送的游戏规则。比方电动飞机遭到当今电池能量密度的严峻约束，因而只能飞翔相对较短的间隔。电动汽车的续航路程有限能够经过扩展充电基础设施来处理，但这种电池的高能量分量比能够让它们行进很远的间隔并在很大程度上缓解潜在买家的续航路程焦虑。