随着我们对小工具的热爱，需要更长时间的电池。但有问题。
为了制作更长持久的电池，需要更大，并且在手机或电动汽车方面更大，更大的更好 - 更不用说起搏器。
锂离子电池已经具有卓越的声誉：思考在飞机上爆炸手机或火灾。除了这些存在的问题之外，当研究人员试图缩小这些电池而不会影响性能的情况下，结果更不稳定，易于短路;工程师无法迁移过去这些问题。
华盛顿大学在圣路易斯大学的研究人员对原因或原因有新的见解S.这些问题，为更小，更安全，更能密度的电池铺平道路。他们的工作结果最近在线在线发布了焦耳。
彭白，工程和应用科学学院的助理教授在涉及这些能量密集的锂金属电池时已经确定了三个关键的当前界限。事实证明，工程师一直在寻找一个解决方案的一个解决方案，结果是三个问题。
锂离子电池由三层制成：一层称为阳极的低压材料（石墨）;一种称为阴极的高压材料（钴氧化物）之一;和一层多孔塑料，将两者分开。
通过称为电解质的液体润湿分离器。当电池放电时，锂离子从阳极中空排空，通过液体电解质，然后移动到阴极中。该过程随着电池充电而逆转。
“随着一半的锂离子托管电极材料始终空，”白说，“你正在浪费一半的空间。”
通过丢弃一半的主体材料始终为空，可以通过丢弃一半的死重件来构建更能密集的电池（具有类似输出能力的较小电池）。通过去除石墨阳极，它们已经最小地成功，然后在再充电期间将锂离子减少了电子，这是形成锂金属薄电镀的方法。
“问题是锂金属电镀不均匀，”白说。“它可以生长”手指“。”
研究人员将这些手指称为“树枝状”。当它们从锂金属镀层传播时，它们可以穿透电池中的隔板，导致短路。
但并非所有“手指”都是一样的。“如果你称他们所有的树突，你正在寻找一个解决问题，实际上解决了三个问题，这是不可能的，”白说。“这就是为什么经过这么多年来，这个问题从未解决过。”
他的团队在这些锂金属阳极中确定了三种不同类型的手指或生长模式。它们还概述了当前每个增长模式的概述。
“如果你使用非常高的电流，它在尖端构建以产生艰难的结构，”白说。那些是“真正的树枝状”。低于下限，你有从根源生长的晶须。在那些两个限制中，存在从晶须到树突的动态转变，白板呼叫“表面生长”。
这些生长均与液体电解质和金属沉积物之间的区域中的竞争反应有关。
该研究发现，纳米多孔陶瓷分离器可以阻挡晶须高达一定的电流密度，之后的表面生长可以缓慢渗透分离器。具有足够强大的电流，“真正的树枝状”形式，可以轻松且非常快速地穿透分离器以短电池。
在这一点上，白说：“我们独特的透明单元透露，即使隔板被锂金属丝穿透，电池电压也可能看起来非常正常。如果没有看到里面发生了什么，你可以很容易地被看似合理的电压所迷惑，但是，你的电池已经失败了。“
为了构建具有锂金属阳极的安全，高效，可靠的电池，需要通过三种不同的方法来控制三种生长模式。
考虑到消费者想要存储更多能量的电池，这将是一项挑战，同时希望他们能够更快地充电。这两个的组合不可避免地产生更高且更高的充电电流，这可能超过Bai团队识别的临界电流之一。
并且，电池可以降解。当他们这样做时，为新鲜电池识别的临界电流不再适用;阈值变低。此时，鉴于相同的快速充电电流，电池将缩短的可能性更高。
“电池操作具有高度动态的电流范围内。然而，它的性格沿着循环寿命急剧变化“白才”。“这就是为什么这成为必要的原因。”
提交：快速原型设计
