“加州大学戴维斯分校提出离子流处理方案 可使枝晶生长最多减少99%”

根据爱因斯坦汽车的报道，由加州大学戴维斯分校( uc davis )化学工程系副教授jiandi wan率领的研究小组，提出了处理可充电锂金属电池枝晶生长问题的方案。 该小组解释说，在下一代充电电池中，在正极附近流动的离子有可能提高电池的安全性和寿命。

(图像源: uc davis )

锂金属电池是以锂金属为负极的锂电池。 这种电池具有高电荷密度，同时能量容量有可能达到以往传输的锂离子电池的两倍，但安全性是个大问题。 给电池充电时，一点点离子在正极表面被还原为锂金属，形成不规则的枝晶微结构，最终有可能引起短路和爆炸。

该理论认为，枝晶的生长是由正极表面附近的质量传播和锂离子还原速度的竞争引起的。 离子还原速度比质量传播快得多时，在正极附近会产生一种被称为空间带电层( space-charged layer )的不含离子的电中性间隙。 该层具有不稳定性，被认为是枝晶生长的原因，减少或消除该间隙可能会减少枝晶的生长，延长电池寿命。

研究人员希望通过在微流控通道中使离子流向正极，从而恢复电荷，抵消这个间隙。 概念验证测试表明，该离子流最多可减少枝晶生长99%。

该研究表明了利用微流体处理电池相关问题的比较有效性，为行业未来的研究铺平道路。 研究人员说:“通过这一基础性研究和微流体的做法，可以定量地了解流动对枝晶生长的影响。 现在进行这项研究的团体不多。 ”

虽然真正的电池不能直接采用微流体，但是研究小组应用该研究的基本原理，为了补偿阳离子，去除空之间的带电层，正在探索在正极表面附近导入局部流动的其他方法。 wan说:“我们很高兴探索这项研究的新应用。 我们为了导入对流而进行正极的表面设计。 ”