哈佛大学研发新款锂金属电池充放电循环可达6000次且只需几分钟即可充满

当地时间1月15日，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences，SEAS）的研究人员宣布研发了一款新型锂金属电池，其充放电循环可达6000次（比任何一款软包电池（pouch battery cell）都多），而且只需要几分钟就可以充满电。该项研究不仅阐述了一种采用锂金属阳极制造固态电池的新方法，还为用于此类变革性电池的材料提供了新见解。

电动汽车充电（图片来源：哈佛大学）

SEAS材料科学副教授兼该论文第一作者Xin Li表示：“锂金属阳极电池因容量是石墨阳极电池的十倍，可大大延长电动汽车的续航里程，被认为是富有前景的下一代电池。我们的研究是为工商业应用实现更实用固态电池的重要一步。”

设计此类电池最大的挑战之一是阳极表面会形成枝晶，此类结构像根茎一样长入电解质，刺穿分离阳极和阴极的屏障，导致电池短路甚至起火。

在充电过程中，锂离子从阴极移动到阳极时就形成了枝晶，并在称为电镀的过程中附着在阳极表面。阳极的电镀层会导致不均匀的表面（就像牙上的菌斑一样），还会让枝晶生长。当电池放电时，与菌斑类似的涂层需要从阳极剥离。当电镀层不均匀时，剥离过程可能会很慢，并导致凸坑，进而导致在下一次充电过程引发更不均匀的电镀。