哈佛研究人员设计的长效固态锂电池

全球研究人员的一大研究领域是改进用于电动汽车和其他电子设备的电池。大多数现代电动汽车都依赖于锂离子电池，但由于其费用、重量和充电时间，它们并不理想。几十年来，研究人员一直试图用固态锂金属电池代替传统的锂离子电池。

固态电池的好处是在相同体积下能获得更多能量，并且能够更快地充电。哈佛研究员Xin Li和他的科学家团队设计了一种稳定的锂金属固态电池，至少可以充放电10,000次。这比之前用类似电池设计证明的循环次数要多得多。该电池还具有高电流设计，并与商用高能量密度阴极材料配对。

研究人员表示，该技术可以延长电动汽车的使用寿命，使其在 10 到 15 年与汽油汽车相媲美，而无需更换电池。高电流密度还为可在 10 到 20 分钟内完全充电的电动汽车铺平了道路。化学是制造锂金属电池的最大挑战，因为传统的电池化学会产生称为枝晶的物质，会导致电池短路或着火。

Li 和他的团队设计了一种多层电池，在阳极和阴极之间夹有不同稳定性的不同材料。这种设计通过控制和控制锂枝晶而不是完全阻止它们来防止锂枝晶的渗透。电池还具有自愈特性，可以回填由树突产生的孔洞。

哈佛研究人员开发的设计是概念证明，表明锂金属固态电池可以与商用锂离子电池竞争。多层设计的灵活性和多功能性也可能与大规模生产程序兼容。然而，研究人员指出，为了更好的设计扩大商业容量将很容易，但实际挑战仍然存在。