在电极上刷薄膜可以保护电池

一点点刷牙可能是制造更好的可充电锂电池的秘诀。莱斯大学化学家詹姆斯图尔实验室介绍了一种技术，通过简单地将粉末刷入电池阳极表面来调整电池阳极表面。粉末粘附在阳极上，形成一层薄薄的锂化涂层，可有效防止有害枝晶的形成。

一种研磨到锂金属箔表面的磷和硫粉末证明了它的表面能可以在不需要有毒溶剂的情况下进行调节。在测试电池中经过如此修改并与磷酸铁锂氧化物阴极配对的阳极表明，在340次充放电循环后，它们的容量比现成电池高出70%。

该研究发表在AdvancedMaterials上。

“这将简化大容量电池的制造，同时大大改进它们，”图尔说。“将这些粉末状固体砂磨成锂金属阳极可显着减少可能导致电池短路的枝晶形成，以及材料的加速消耗。”

主要作者、莱斯大学研究生WeiyinChen和他的实验室同事使用必要的肘部润滑脂来测试他们电极上的各种粉末候选物。他们首先刷了表面以赋予其纹理，然后刷上粉末以形成与锂金属反应并形成固体钝化层的精细薄膜。

莱斯大学的科学家表示，将金属粉末刷入锂阳极表面有望减少损坏可回收电池的枝晶的威胁。学分：旅游团

Chen和合著者、前博士后研究员、现在Tour实验室的学术访问者RodrigoSalvatierra构建了测试电池，并确定经过处理的阳极保持超低极化-锂离子电池的另一个破坏性特性-超过4,000小时，大约比裸锂阳极长八倍。

Tour说，这些粉末有效地调整了电极的表面能，使整个材料的行为更加均匀。

“这提供了一个金属复合表面，可以防止锂金属从阳极流失，这是锂金属电池中的一个常见问题，”Tour说。“锂金属电池的容量远超传统锂离子电池，但锂金属往往难以反复充电。”

“锂金属表面的粉末会产生人工钝化层，提高整个充放电循环的稳定性，”陈说。“使用这种刷涂方法，金属表面得到稳定，因此可以安全地充电。”

为了证明该技术可能有更广泛的应用，实验室还将粉末研磨成钠电极，并发现该过程极大地稳定了其电压过电位。

该研究与Tour和Rice机械工程师C.FredHiggsIII最近的发现一致，即将某些粉末打磨到表面可以使它们具有超疏水性或高度防水性。

该论文的共同作者是莱斯大学校友JohnLi和DuyLuong;研究生JacobBeckham、NghiLa和JiaanXu，以及学术访问者VictorLi。Tour是TT和WFChao的化学主席，也是莱斯大学的计算机科学、材料科学和纳米工程教授。