图为扫描电子显微镜图像，左边（a）为传统电解质产生的枝晶，右边（b）为PNNL(太平洋国家实验室)的新型电解质产生的不会引起短路的光滑结节。

来源：PNNL

最近，Nature Communications上有一篇介绍新型锂电池电解质的文章，这种电解质可以避免枝晶的产生，保证电池的高效率和高电流密度，而此前任何限制枝晶产生的手段都不能同时保证这两点。

 “我们的新型电解液与先前的技术相比，能提高锂电池99%的效率，并能提高电流密度近10倍，”太平洋西北国家实验室的物理学家Ji-Guang (Jason) Zhang说。“这项新发现能促进大容量、实用性强的下一代充电电池的研发，例如锂硫电池，锂空气电池和锂金属电池。”

101电池

我们现在使用的充电电池，大部分都是锂离子电池，它们有两个电极：正极含锂，而负极通常是由石墨制成的。当电子在两极间的电线中传递时就产生了电流。与此对应的，正极会产生锂正离子，移动到负极：通过电极浸泡在的电解质溶液中。但是石墨蓄能能力并不强，这限制了锂离子电池为智能手机或者其他电子设备提供能量的能力。

在20世纪70年代，锂电池刚刚出现的时候，负极使用的是金属锂。选择金属锂是因为它的蓄能能力是石墨的十倍。但问题是电解质溶液会和金属锂电极发生反应，这导致了锂枝晶的生成，成为早期锂电池失败的原因。

近些年，为了解决电池中的枝晶问题，科学家们在锂电池上做足了功夫。在20世纪90年代，研究人员将负极材料换成了石墨。后来，又尝试过给锂电极覆盖上一层保护膜，或是在电解质溶液中加入添加剂。这所有的方案都不能完美的解决问题，要么虽然避免了枝晶，但是大大降低了电池的效率；要么只能减缓枝晶的生成，不能完全避免。

 

新材料在线编译整理—— 翻译：木成