陳根：特定壓力，或可抑制鋰電池枝晶生成_風聞

文|陳根

鋰離子電池是目前最為廣泛利用的一種電池，其具有能量密度大、自放電率低、電勢差高、循環壽命長等優點。鋰離子電池已在許多領域實現應用，如手機、電動汽車、衞星、飛船、水下機器人等。

**鋰電池之所以發展前景如此廣闊，是因為其一般利用純鋰金屬作為陽極材料，這使得它的儲存容量大大提升，是目前使用的石墨的10倍之多。**然而鋰電池在發展中一直面臨着一項難題，那就是隨着電池的循環和鋰離子與陽極的相互作用，表其面易形成樹枝狀的晶體突起。

樹枝狀結晶普遍存在於鋰電池的陽極，簡要來説主要因為電池在放電與充電的過程中，鋰離子可能會不均勻的分佈在電極上，進而造成陽極上會開始形成一些像樹枝狀的的結構，當樹枝狀的結構越來越長就可能造成電池短路甚至火災。

在以往的研究中，一些嘗試，比如保護陽極的自形成層、建立具有更平滑表面的超薄鋰金屬陽極、引入更穩定的固體電解質而非液體電解質等，能夠在一定程度上抑制枝晶的生長，使鋰顆粒的沉積更加整齊並改善設備的穩定性和壽命。但是這些嘗試在成本以及技術難度上或多或少還有改進的空間。

近日，加州大學聖地亞哥分校（University of California, San Diego）的科學家們發現，在循環過程中對鋰金屬電池施加特定的壓力可以有效解決枝晶生長問題。

實驗中，科學家們發現鋰金屬電池由於受到不同壓力，會產生不同的枝晶狀態。在較低的壓力下，沉積的鋰呈現出多孔和無序的性質，為枝晶的生長留下了足夠的空間。然而，在350千帕斯卡（約3.5個大氣壓）的壓力下，鋰被沉積成整齊的柱狀，中間沒有任何孔隙，幾乎沒有枝晶生長的空間。

該研究對於鋰沉積的操縱和防止枝晶生成十分重要，未來，希望其能夠有效提升鋰電池壽命和安全性能。