據(jù)Mining.com網(wǎng)站報道，來自加州大學(xué)圣地亞哥分校和愛達荷國家實驗室的科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)，鋰電池在最初充電的時候能夠形成非晶質(zhì)“玻璃狀”鋰。
在此階段，緩慢、低能充電能夠使原子以無序方式在電極聚集，這種方式可提高充電性能。
研究人員在發(fā)表于自然材料期刊的論文中稱，這些發(fā)現(xiàn)有助于對充電方法進行微調(diào)，從而延長電池壽命，另外，玻璃狀金屬也能推廣到其他應(yīng)用。
為進行試驗，學(xué)者們曾懷疑鋰電池充電方式是否受到最初極少數(shù)原子聚集，即結(jié)核作用的影響，
使學(xué)者們產(chǎn)生疑問的原因是高能電池充電期間的過程、鋰原子沉淀到電極上的方式都不一樣，使得電池充電不穩(wěn)，壽命縮短。
為取得以上觀察成果，科學(xué)家結(jié)合圖像識別，以及具備液氮冷卻和計算機模擬功能的電子顯微鏡分析結(jié)果進行了研究。借助低溫電子顯微鏡，科學(xué)家們觀察到鋰金屬“胚胎”的行程過程，計算機模擬能夠幫助解釋他們所觀察到的現(xiàn)象。
他們發(fā)現(xiàn)，在某些條件下形成了隱晶質(zhì)（像玻璃）而不是結(jié)晶質(zhì)（像金剛石）的鋰。
充電期間，玻璃狀鋰胚胎在成長過程中一直保持隱晶質(zhì)狀態(tài)。在研究什么條件下更有利于玻璃結(jié)核作用時，研究人員發(fā)現(xiàn)在非常低充電速度下能夠很容易生成隱晶質(zhì)金屬。
這有點出乎意料。因為專家們普遍認(rèn)為慢速沉淀有利于原子有序地形成結(jié)晶鋰。不過，通過建模能夠解釋在反應(yīng)動力作用下玻璃狀鋰。
為證實這些發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家另外制作了四種活性更強的金屬，對于電池應(yīng)用更有利。
加州大學(xué)新聞簡報顯示，這項研究結(jié)果有助于實現(xiàn)美國能源部資助的電池500聯(lián)盟計劃目標(biāo)，即開發(fā)能量密度在500wh/kg水平的商用電動汽車動力電池。
來源：自然資源部