 本文659字，阅读约需2分钟 摘 要：固体电解质界面膜（SEI）的工程设计是改善锂金属电池性能的有效途径，本研究证明了通过使用钾离子等碱金属添加剂会改变SEI的组成、厚度和溶解度，并且可以抑制无用SEI组分（例如，Li2CO3，可溶性有机物）的形成，防止锂离子在充放电过程中移动，从而限制枝晶的生长。 关键字：锂金属电池、枝晶生长、钾离子、碱金属添加剂、电解质设计 哥伦比亚大学开发了一种防止枝晶生长的技术，其是锂金属阳极（负极）的主要课题。 锂硫电池、锂空气电池、全固态锂电池等新一代锂电池有望作为轻量、持久且低成本的储能设备，为电池行业带来革新。 为实现这些电池的商业化，枝晶在锂金属阳极上的生长是必须解决的课题之一。精细结构的枝晶在电池运行时形成，会引起短路，从而造成起火或爆炸，极具危险性。
本次研究发现，通过使用钾离子等碱金属添加剂，可以防止枝晶在阳极上的形成。此外，还通过显微镜、核磁共振（NMR）设备和计算机模型证实，将少量钾盐添加到电解质后，锂金属阳极和电解质之间的界面会发生特殊的化学反应。钾离子可减少无用化学物质在阳极表面的沉积，防止锂离子在充放电过程中移动，从而限制枝晶的生长。 本次研究与以向金属表面堆积导电性聚合物为重点的电解质改良方法不同。本研究首次采用核磁共振（NMR）对金属锂的表面化学性能进行详细评估，证明了该技术在锂金属电池用新电解质设计方面的潜在用途。此外，还通过密度泛函理论（DFT）的计算，对该研究结果进行了补充。 目前，除了促进导电层在锂金属上的形成的传统添加剂外，该研究小组还对抑制有害表面层形成的碱金属添加剂进行试验。此外，该研究小组还积极利用NMR以直接测量锂离子透过该导电层的传输速率。 翻译：李释云 审校：李涵、贾陆叶 统稿：李淑珊  ●博世：2024年开始正式生产SOFC分布式电源，并加强与Ceres Power的合作 |
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