想象一下您的手機(jī)只有一張紙那么薄，并且不需要近乎恒定的充電。

印第安納大學(xué)-普渡大學(xué)印第安納波利斯分校的機(jī)械工程學(xué)教授，IUPUI集成納米系統(tǒng)開發(fā)研究所的一名研究人員Jian Xie說，這可以通過操縱電池的樹枝狀晶體來實(shí)現(xiàn)。

在最近發(fā)表在《自然能源》上的一篇論文中，謝和??一個(gè)團(tuán)隊(duì)的作者-包括工程技術(shù)學(xué)院的博士后研究人員劉亞東和樂欣，研究生劉奇和博士。學(xué)生范揚(yáng)(Fan Yang)-詳細(xì)介紹了他們?nèi)绾谓鉀Q電池中鋰金屬電極已有數(shù)十年歷史的問題。

對于電池制造商而言，如何制作可充電鋰金屬電極已被證明令人沮喪。這種電極將使電池的強(qiáng)度比目前在許多應(yīng)用中使用的電池強(qiáng)10倍。

缺點(diǎn)在于樹突。

樹突狀晶體是生長在鋰金屬電極內(nèi)的晶體，類似于樹木。隨著它們在各個(gè)方向上的生長，它們最終會(huì)覆蓋整個(gè)電極并使電池短路，從而使電池不再可充電。

工程師試圖阻止樹突的形成，但這與金屬的性質(zhì)背道而馳。相反，謝和他的團(tuán)隊(duì)允許樹枝狀晶體形成，但改變其生長方向，以便它們在致密堆積的層中生長，不會(huì)對電池產(chǎn)生不利影響。最終結(jié)果是革命性的，可實(shí)現(xiàn)安全充電和高容量。

謝說：“我們設(shè)計(jì)了基于電鍍的工作原理，結(jié)果實(shí)驗(yàn)完全按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，這在我35年的研究生涯中很少見。” “這種應(yīng)用的可能性是多種多樣的，我們認(rèn)為在未來的幾年中可以進(jìn)一步改進(jìn)這項(xiàng)工作。”

鋰金屬電極具有最高的能量密度理論比容量，為3,863 mAh / g(毫安時(shí)/克)。相比之下，普通的石墨/硬碳電極僅為330 mAh / g。

這種突破性電池的預(yù)期應(yīng)用可能包括微電子，醫(yī)療設(shè)備，電動(dòng)汽車，無人機(jī)，用途，當(dāng)然，還有便攜式電子設(shè)備，例如手機(jī)。