根據賓夕法尼亞州立大學最近發表在“自然能源”雜志上的研究，可能會有更持久，更快速充電和更安全的鋰金屬電池。

研究人員開發出一種三維交聯聚合物海綿，可附著在電池陽極的金屬鍍層上。

“該項目旨在開發下一代金屬電池，”機械工程教授兼該項目首席研究員王東海說。“鋰金屬已經在電池中試用了幾十年，但有一些基本問題阻礙了它們的發展。”

在額外的應變下，如電動汽車所需的快速充電方法，鋰離子(Li)電池容易受到樹枝狀生長的影響-針狀結構可能會縮短循環壽命并可能導致安全問題-包括火災或爆炸。

“我們的方法是在Li金屬的界面上使用聚合物，”Wang解釋道。該材料充當多孔海綿，不僅促進離子轉移，而且還抑制變質。

“這使得金屬鍍層即使在低溫和快速充電條件下也不會產生枝晶，”他說。

Wang是賓夕法尼亞州能源與環境研究院的附屬教員，也屬于能源儲存領域的領先研究機構電池能源與儲存技術中心。

作為IEE和BESTCenter使命的重要組成部分，該項目匯集了大學內不同學科的研究人員。

“這一群體的合作確實有助于推動這篇論文的發展，”王解釋道。“這使我們能夠從材料科學，化學工程，化學和機械工程的角度來研究這個問題的不同方面。”

在這項協同工作中，陳龍清在材料科學與工程系的小組進行了建模工作，以了解Li金屬陽極的改進。

研究人員表示，這項工作的實際應用可以使更強大，更穩定的金屬電池技術成為日常生活中不可或缺的一部分。

“在電動汽車中，它可以在需要充電數百英里之前增加驅動器的范圍，”Wang說。“它還可以為智能手機提供更長的電池續航時間。”

展望未來，該團隊將探索大型電池的實際應用，以展示其優勢和可行性。

王說：“我們希望推動這些技術的發展。通過這項工作，我很肯定我們可以將這些鋰金屬電池的使用壽命延長一倍。”