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锂金属电池或迎革命性突破？美国科学家首次揭秘锂的真实形态

时间：2023-08-09 20:07:35 来源：财联社

据报道，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA ）科学家近期首次揭示了锂的真正形状。这项重大的发现可能会带来更好、更安全的可充电锂金属电池，也将对高性能能源技术产生重大影响。

(资料图)

可充电锂离子电池为智能手机、电动汽车、太阳能和风能存储以及其他技术提供动力。而锂金属电池则是一种更有前途的技术，有可能满足更高能量密度存储系统的需求。然而，尽管锂金属电池的能量密度可能是锂离子电池的两倍，但它们也有更大的风险会着火甚至爆炸。

而现在，该研究团队最新突破性的发现可能会导致更安全的锂金属电池，其性能将优于当今的锂离子电池。通过防止锂沉积过程中的腐蚀，研究人员发现锂原子形成独特的12面形状，降低了爆炸的风险。这项创新可能会彻底改变锂电池技术，从而提高安全性和性能。

最新研究成果已于近期发表在了《自然》杂志上。

据了解，金属锂很容易与化学物质发生反应，在正常条件下，当金属沉积在电极表面时，几乎会立即形成腐蚀。

在最新研究中，科学家们开发出了一种防止腐蚀的锂沉积技术，并发现在没有腐蚀的情况下，锂原子会形成菱形十二面体。这是首次揭示锂真正的形状，与基于金属晶体结构的理论预测相匹配。

研究人员说，“关于锂金属的论文有数千篇，大多数对其结构的描述都是定性的，比如‘块状’或‘柱状’。我们惊讶地发现，当我们防止表面腐蚀时，我们看到的不是这些不明确的形状，而是一个与基于金属晶体结构的理论预测相匹配的单一多面体。最终，这项研究使我们能够修改我们对锂金属电池的理解。”

研究团队进一步解释称，在很小的尺度上，锂离子电池将带正电荷的锂原子储存在包裹在电极上的碳笼状结构中。相反，锂金属电池用金属锂包裹电极。与锂离子电池相比，这种电池在相同的空间内容纳了10倍多的锂，这就是性能和危险都有所提高的原因。

他们表示，现有的锂涂层铺设工艺基于一项有200多年历史的技术，该技术使用电和称为电解质的盐溶液。通常，锂会形成具有突出尖刺的微观细丝。在电池中，如果其中两个尖峰交叉，可能会导致短路，从而引发爆炸。

不过现在，锂的真实形状表明，锂金属电池的爆炸风险是可以降低的，因为锂原子可以有序的方式，而不是以交叉的形式积累。

（来源：财联社）

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