具有高能量密度的電池可以實(shí)現(xiàn)更多種類的電動(dòng)汽車的制造，包括可以在城市環(huán)境中運(yùn)送人類的飛行器。過去的研究預(yù)測，為支持具有起降能力的車輛的運(yùn)行，電池在電池級(jí)需要的能量密度約為400 Wh kg -1，比大多數(shù)現(xiàn)有鋰離子的能量密度高約30%。 (鋰離子)電池。

除了為飛行器提供動(dòng)力外，高能電池(即，將化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能的電池中的單個(gè)單元)還可以增加電動(dòng)汽車在需要再次充電之前可以行駛的距離。它們還可以減少電動(dòng)汽車的總體制造成本，因?yàn)槭褂酶俚阅芨玫碾姵乜梢赃_(dá)到類似的結(jié)果。

無陽極鋰金屬??電池特別有希望用于制造具有更高能量密度的電池。盡管它們使用與鋰離子電池相同的陰極，但這些電池通過電鍍的鋰金屬而不是石墨基質(zhì)存儲(chǔ)能量，并且它們的能量密度可以比鋰離子電池高60%。

盡管它們的能量密度高，但無陽極鋰金屬??電池通常具有較低的容量和較短的壽命周期。這主要是由于這樣的事實(shí)，即它們從正極中提取了所有鋰，并且不使用過量的鋰。此外，它們的安全性尚未在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中得到證實(shí)。

加拿大達(dá)爾豪西大學(xué)的研究人員一直在探索可以避免或克服無陽極鋰金屬??電池局限性的方法。在最近發(fā)表在《自然能源》上的一篇論文中，他們研究了他們開發(fā)的無陽極電池的故障，并提出了可能延長其壽命的解決方案。他們的論文基于他們以前的工作之一，其中他們探索了使用雙鹽碳酸鹽電解質(zhì)來延長無陽極鋰金屬??電池的壽命。

研究人員在論文中寫道：“最近，我們展示了使用雙鹽碳酸鹽電解質(zhì)的長壽命無陽極電池。” “在這里，我們用這種稀薄的(2.6 g Ah -1)液體電解質(zhì)來表征無陽極電池的降解。”

研究人員使用掃描電子顯微鏡和X射線斷層掃描這兩種技術(shù)來確定他們創(chuàng)建的無陽極電池失效的原因。他們的發(fā)現(xiàn)表明，細(xì)胞的形態(tài)會(huì)隨著時(shí)間而惡化。

然后，他們使用另外兩種技術(shù)進(jìn)一步研究了這種惡化：核磁共振波譜法和超聲透射圖。他們的發(fā)現(xiàn)表明，電池內(nèi)部鋰變質(zhì)的原因是電解質(zhì)，電解質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的流逝而損壞和耗盡。

除了研究造成它們的無陽極電池失效的原因外，研究人員還進(jìn)行了評(píng)估其安全性的測試。他們在整個(gè)研究過程中收集到的觀察結(jié)果使他們能夠設(shè)計(jì)出一種電解質(zhì)，以優(yōu)化其電池性能并將其壽命延長至200個(gè)循環(huán)。

盡管研究人員開發(fā)的電解質(zhì)是開發(fā)使用壽命更長的高能電池的重要一步，但要在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無陽極電池，則這些壽命需要進(jìn)一步延長，因?yàn)槿匀徊蝗鐐鹘y(tǒng)鋰離子電池那樣好。因此，在接下來的研究中，研究人員將繼續(xù)探索可以顯著延長細(xì)胞壽命的方法。