特斯拉研究人员探讨如何突破无负极锂金属电池的极限

采用高能量密度电池，可以制造出更多类型的电动汽车，包括飞行车辆。根据以往研究预测，为了支持飞行车辆的起飞和降落，电池的能量密度大约需要达到400 Wh/kg，比大多数现有锂离子电池的能量密度高出约30%。除了可以为飞行车辆提供动力，使用高能量电池，还可以增加电动汽车单次充电后的行驶里程，而且能够降低电动汽车的整体制造成本。

在制造高能量密度电池方面，无负极锂金属电池特别有发展前景。虽然它们使用的负极与锂离子电池相同，但这些电池是通过电镀锂金属来存储能量，而不是石墨，其能量密度比锂离子电池高出60%。然而，无负极锂金属通常容量较低，生命周期较短，这主要是由于它们从正极中获得锂，并且不会使用过多的锂。此外，这种电池的安全性有待验证。

据外媒报道，特斯拉的电池研究团队——加拿大达尔豪斯大学（Dalhousie University）的研究人员一直在探索如何突破无负极锂金属电池的极限。他们对其开发的无负极电池的失效原因进行研究，并提出一种可能可以延长无负极电池“生命周期”的解决方案，即使用双盐碳酸盐电解质来延长无负极锂金属电池的寿命。

研究人员表示：“我们展示了使用双盐碳酸电解质的长寿命无负极电池，并用这种液体电解质（2.6g/Ah）来解释无负极电池的降解情况。”

研究人员利用扫描电子显微镜和X射线断层扫描两种技术，探讨他们制造的无负极电池失效的原因。他们发现，随着时间的推移，电池的形态逐渐退化。

接着，他们利用另外两种技术——核磁共振波谱法和超声透射成像，以进行深入研究。研究发现，电池内锂降解的原因在于电解质，随着时间的推移，电解质会受损并耗尽。

此外，研究人员还对无负极电池进行测试，以评估其安全性。他们根据研究结果设计出的电解质可以优化电池性能，并将其寿命延长至充放电循环次数可达200次。研究人员表示，他们将继续进行研究，使无负极电池达到实际应用水平。
责任编辑：tzh