別小看橡皮泥!以后鋰電池安全可能靠它

科技日報訊 （記者姜靖）橡皮泥是我們再熟悉不過的物件兒，輕輕一捏，就能捏出各種形狀，用力一摔，又會迅速變硬。美國斯坦福大學教授崔屹團隊正是看上了橡皮泥這種“是軟是硬可隨作用力大小隨意切換”的個性，將它作為鋰金屬電池電極的保護涂層，顯著提高了電池循環穩定性和安全性。相關研究成果近日發表在國際材料與化學類頂尖雜志《美國化學會雜志》（JACS）上。

論文第一作者、斯坦福大學材料科學與工程學院博士后劉凱接受科技日報記者采訪時表示，電池容量取決于其電極材料的種類。現在市面上常用的鋰離子電池以石墨為負極材料，如果換成鋰金屬，其容量可增加十倍。然而，有著鋰電池“圣杯”之稱的鋰金屬電池軟肋在于：鋰金屬的微觀形狀在充放電過程中會發生劇烈變化，從而導致金屬鋰的鋰枝晶的析出。鋰枝晶不僅會降低電池的容量，還可能造成電池內短路，誘發起火和爆炸等安全事故。

崔屹團隊的研究結果表明，將一層厚度僅約1微米的橡皮泥涂在鋰金屬表面，可以近乎完美的保護鋰金屬電極。在正常的充放電過程中，鋰金屬在電極表面均勻沉積，對橡皮泥的作用力很小。軟軟的橡皮泥可以很好地適應鋰金屬的形狀和體積變化，牢牢地貼在鋰的表面，起到保護涂層的作用。一旦在某些區域有鋰枝晶“刺出”，橡皮泥涂層就會迅速變硬，從而有效阻擋鋰枝晶的生長。“橡皮泥相當于一個智能涂層，其硬度可以隨著鋰金屬的變化而迅速做出反饋。”劉凱說。

崔屹告訴記者，這種智能刺激響應涂層為鋰電池研發提出了一個全新的概念。

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