美国国家加速器实验室的材料科学与工程和光子科学教授崔毅(音译)说:“大多数电动汽车都在使用锂离子电池,其能量密度正迅速接近理论极限,为此我们把研究的目光放到了锂金属电池上,它比锂离子电池更轻,并且在单位重量和体积上可以提供更多的能量。”
锂金属比石墨阳极能存储更多的能量,因此通过用锂金属代替石墨阳极,锂金属电池每千克可容纳的电量是传统锂离子电池的两倍。但在工作过程中,锂金属阳极会与液体电解质发生反应,导致阳极表面的锂微结构树突的生长,最终引发电池起火和故障。
研究人员余志傲(音译)说:“电解液问题一直是锂金属电池的致命弱点,在我们的研究中,我们使用有机化学来合理设计和创造新的、稳定的电池电解质。”在这项研究中,余志傲和他的团队探讨了他们是否可以用一种普通的、商业上可获得的液体电解质来解决稳定性问题。
“我们假设在电解质分子中加入氟原子会使液体更稳定。氟是锂电池的电解质中广泛使用的元素。我们利用它吸引电子的能力创造了一种新分子,使锂金属阳极在电解质中发挥良好的功能,”余志傲继续说道。
实验结果生成了一种新的合成化合物,简称FDMB,这种化合物易于批量生产。