麻省理工学院展示新型固态电池结构 能量密度获大幅提升

对于智能手机来说，目前最大的瓶颈就是锂电池，不少科学家也都是在积极寻找新的解决方案。

现在，来自麻省理工学院(MIT)的科学家们就带来了一个令人兴奋的未来进展，其展示了一种克服了一些当前设计限制的新型固态电池结构。这些被称为固态电池的实验装置通过大幅提高电池内部的能量密度来极大地延长电动汽车和移动设备的使用寿命。

发表在《Trends in chemistry》上的一篇研究论文显示，目前锂电池的阳极由铜和石墨混合制成，但如果它由纯锂制成则可能能打破当前锂离子化学的能量密度瓶颈。该团队开发了一种被叫做混合离子-电子导体(MIEC)和电子和锂离子绝缘体(ELI)的固体材料组合。它们被打造成一个三维蜂窝状结构，而由MIEC制成的纳米管构成了这个谜题的关键部分。

这些管被注入固体锂金属形成的电池阳极。由于每个管子内部都有额外的空间，所以锂金属在充放电的时候能有多余的空间来进行膨胀和收缩。通过这种方式，这种材料在固体和液体材料之间保持着微妙的平衡并且移动方式非常像液体。

所有这一切都发生在蜂窝结构的阳极内，ELI则被涂在管壁上充当其跟固体电解质之间的粘合剂。这意味着当电池充电时，锂金属的波动尺寸完全包含在结构内部，其外部尺寸则保持不变。

未来，这项技术将可能会制造出重量约为当前设计1/4但存储容量相同的阳极。这一团队表示，通过跟其他先进的阴极设计相结合，未来将可以生产出重量和尺寸跟现在相同但只需隔三天充一次电的智能手机。

责任编辑：wv