隨著數(shù)字智能設(shè)備和電動(dòng)汽車市場(chǎng)的不斷增長(zhǎng)，鋰金屬電池可以說(shuō)是有前途的高密度儲(chǔ)能技術(shù)之一。LED路燈廠家它是一種固態(tài)冷光源，具有環(huán)保無(wú)污染、耗電少、光效高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，因此，LED路燈將成為道路照明節(jié)能改造的佳選擇。LED路燈它是一種基于半導(dǎo)體PN結(jié)形成的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固態(tài)光源，在一定的正向偏置電壓和注入電流下，注入P區(qū)的空穴和注入N區(qū)的電子在擴(kuò)散至有源區(qū)后經(jīng)輻射復(fù)合而發(fā)出光子，將電能直接轉(zhuǎn)化為光能。然而，鋰金屬電池技術(shù)的一個(gè)主要障礙是出現(xiàn)了無(wú)法控制的鋰樹突，造成充電能力差和安全隱患。LED路燈它是一種基于半導(dǎo)體PN結(jié)形成的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固態(tài)光源，在一定的正向偏置電壓和注入電流下，注入P區(qū)的空穴和注入N區(qū)的電子在擴(kuò)散至有源區(qū)后經(jīng)輻射復(fù)合而發(fā)出光子，將電能直接轉(zhuǎn)化為光能。

鋰枝晶是指當(dāng)鋰作為電池負(fù)極或陽(yáng)極時(shí)，在鋰金屬表面生長(zhǎng)的針狀物。它會(huì)引起有害的副反應(yīng)，降低能量密度，甚至導(dǎo)致電極短路，引起火災(zāi)或爆炸。

亞利桑那州立大學(xué)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，使用三維聚二甲基硅氧烷（PDMS）層作為電池中鋰金屬陽(yáng)極的基質(zhì)材料可以有效地抑制鋰枝晶的形成。延長(zhǎng)電池壽命并減少安全隱患。該研究于3月6日在新的頂級(jí)期刊NatureEnergy上發(fā)表。

該論文的首席研究員江漢青教授說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池和鋰空氣電池以及其他金屬陽(yáng)極電池都具有重要意義。因?yàn)閹缀跛杏米麟姵仃?yáng)極的金屬都會(huì)產(chǎn)生樹枝狀晶體，如鋅、鈉和鋁電池。

Jianghanqing說(shuō)，他和他的團(tuán)隊(duì)不是試圖從材料或電化學(xué)的角度來(lái)解決問(wèn)題，而是從機(jī)械工程師的角度來(lái)解決問(wèn)題。他說(shuō)：“已知的研究表明，在應(yīng)力作用下，微小的錫針或錫須（類似于樹突晶）從錫金屬表面突出，因此，我們通過(guò)類比，研究了樹突晶鋰生長(zhǎng)的原因——應(yīng)力。"可能性"

在第一輪研究中，研究人員在電池陽(yáng)極底部添加了一層柔性PDMS，發(fā)現(xiàn)鋰枝晶的生長(zhǎng)明顯減少。研究人員的分析表明，金屬鋰電極中的累積應(yīng)力是由PDMS基體以褶皺變形的形式釋放出來(lái)的，這種枝晶減少的趨勢(shì)與應(yīng)力釋放直接相關(guān)。

“這是第一次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明殘余應(yīng)力在鋰枝晶形成過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，”姜漢清說(shuō)。

除了研究鋰枝晶的生長(zhǎng)機(jī)理外，姜漢清的團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步研究了如何利用這種現(xiàn)象（應(yīng)力釋放減少枝晶的生長(zhǎng)）來(lái)延長(zhǎng)鋰金屬電池的壽命，同時(shí)保持較高的能量密度。

研究者提出的方法是將pdms矩陣制成具有多個(gè)曲面的三維結(jié)構(gòu)。”以含有大量小孔的方糖為模板，pdms進(jìn)入方糖內(nèi)部的孔隙形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)基，然后鍍一層薄薄的銅來(lái)傳導(dǎo)電子。用金屬鋰填充這些孔隙。Jianghanqing解釋說(shuō)：“作為多孔海綿層，pdms可以有效地減少壓力，抑制樹突狀物的生長(zhǎng)。”