科學(xué)家發(fā)現(xiàn)更安全的鋰電池配方：添點(diǎn)鉆石

鋰電池廣泛運(yùn)用在手機(jī)、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備之中，由于電池短路造成移動(dòng)設(shè)備引燃等危險(xiǎn)事件也在不斷增多。中美兩國(guó)科學(xué)家共同合作完成了一項(xiàng)新研究，他們?cè)阡囯姵氐碾娊赓|(zhì)內(nèi)添加了納米級(jí)的鉆石微粒，以防止電池內(nèi)部生成導(dǎo)致短路的沉積物，避免因電池短路引起的火災(zāi)事故。

鋰電池能量密度高、放電性能好，在工業(yè)和消費(fèi)電子領(lǐng)域用途廣泛。但如果以純金屬鋰作電極，電池內(nèi)部容易生成被稱(chēng)為“樹(shù)突”的樹(shù)枝狀沉積物，其尺寸大到一定程度后會(huì)造成短路。而大多數(shù)鋰電池采用嵌鋰的石墨材料作為電極，雖然在一定程度上減少了“樹(shù)突”的發(fā)生，但也大大降低了鋰電池的儲(chǔ)能效果(僅為金屬鋰作為電極的鋰電池的十分之一)。

研究人員這次在鋰電池電解質(zhì)中加入了納米級(jí)的鉆石，他們發(fā)現(xiàn)電池內(nèi)部生成的沉積物是平滑的層狀而并非“樹(shù)突”，這個(gè)新發(fā)現(xiàn)有望在使用純鋰金屬作為電極時(shí)抑制“樹(shù)突”的發(fā)生，從而讓鋰電池都能發(fā)揮更好的安全性和高效性。

據(jù)了解，納米級(jí)鉆石是極微小的鉆石顆粒，尺寸不及頭發(fā)絲直徑的萬(wàn)分之一，而它們的制造成本也很低廉，并具有非常規(guī)則的結(jié)構(gòu)，容易自然排列成為平滑的表面。研究人員在試驗(yàn)中使用了添加納米級(jí)鉆石的鋰電池做了 200 小時(shí)的充放電循環(huán)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示該技術(shù)在一些工業(yè)應(yīng)用應(yīng)該是足夠的，遺憾的是要用在智能手機(jī)或者筆記本電腦中，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證性能。

目前這項(xiàng)研究發(fā)表在新一期的《自然通訊》雜志中，該研究由中國(guó)清華大學(xué)和美國(guó)德雷克塞爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)共同完成。