锂金属固态电池加倍容量

锂金属电池的容量是当今标准锂离子电池容量的两倍，可以利用现有的电池制造系统制造，密歇根大学研究人员的一个发现，为汽车制造商们在电动汽车储能技术上的下一个重大变革扫清了障碍。

长期以来，锂离子一直是为各种消费类设备供电的标准，近年来，它已成为电动汽车的主要动力源。但就其所能储存的能量而言，这项技术正接近顶峰。它也因引起船上火灾而闻名。

“无阳极”锂金属电池可能为电动汽车提供电池技术的下一个飞跃，电动汽车正日益取代道路上的内燃汽车和卡车。这项新的生产技术最近发表在《自然通讯》上，为汽车制造商节约了潜在的成本。

由杰夫萨卡莫托（Jeff Sakamoto）是机械工程副教授杰夫萨卡莫托领导的研究人员先前表明，用锂金属阳极制成的电池可以安全地加倍使用石墨阳极的类似尺寸锂离子电池的输出。为此，该团队利用了称为LLZO的固态电解质，其取代商业电池中的液体电解质的位置。

允许电池自行构建

但锂金属是反应性和弱的，使得处理和融入电池中的极端难以处理，特别是使用最先进的制造设备。U-M的团队发现了一个解决方法，基本上允许电池构建自己。它们的方法利用已经包含在普通阴极材料中的锂。当第一时间充电时，电池的阴极侧上的锂离子被提取并移动到电池的阳极侧 - 有效地合成锂金属阳极。

“因为我们可以使用电化学使电池”构建“它自己的锂金属阳极，我们可以完全消除制造过程的步骤。因此，我们可以制造最初“无阳极”的电池“Sakamoto说。

在20世纪80年代，使用液体电解质的可充电锂金属电池被认为是下一件大事，在早期的便携式手机市场上大行其道。但它们在充电时燃烧的倾向导致工程师们朝不同的方向前进。在电极之间穿梭的锂原子倾向于在电极表面形成树状细丝，称为树枝晶，最终使电池短路并点燃易燃电解液。

制造成本的潜在降低

锂离子电池 - 一种更稳定，但能量密集的技术 - 于1991年推出，并迅速成为新标准。通过从锂离子的三组分配方中除去一个关键成分，U-M的生产方法提供了制造成本的潜在降低。并且使用当前锂离子电池制造可以完成该过程的情况意味着电动车辆制造商可以适应U-M的技术，而无需完全回滚其设施。

Sakamoto表示：“已经有大量资本投入到锂离子电池领域。”。“因此，如果一个人想用一种新的电池来取代现有的锂离子电池，那就需要一种完全不同的制造方法，而且必须投入更多的投资。”。

“对拟订现任电池技术的尝试需要戏剧性的性能，安全性和成本;三十二次。在这项研究中，我们专注于通过简化使用圣杯阳极 - 锂金属来简化电池的制造过程来降低成本。我们希望这项工作的结果能够实现电池成本的大幅度降低，以实现与内燃机动力车辆的EV成本平价。当发生这种情况时，希望电梯的广泛采用能够迫在眉睫。“

减少充电站的数量

U-M的技术所带来的潜在成本节约也可以扩展到消费者和政府。电动汽车普及的一个主要障碍是目前美国各地的充电站数量不足。没有大量汽车流量的地区不太可能提供同样多的充电选项，这使得电动汽车不太受欢迎，并导致业界称之为“里程焦虑”

U-M的电池技术可以通过减少所需充电站的数量，将电动汽车单次充电的行驶里程增加一倍，从而缓解人们的焦虑。

本文标题为：“通过原位电镀实现纯锂金属固态电池的‘无锂’制造。”

这项研究得到了美国能源部的支持。