电池突破不引火的锂金属性能翻倍

密歇根大学开发的可充电电池技术可以使当今的锂离子电池的产量增加一倍，从而在不占用任何额外空间的情况下，大大扩展了电动汽车的行驶里程和手机充电之间的时间。

通过使用陶瓷固态电解质，工程师可以利用锂金属电池的功率，而不会遇到耐用性差和短路的历史性问题。结果是制定了下一代可充电电池的路线图。

UM的机械工程副教授Jeff Sakamoto说：“这可能会改变游戏规则，改变电池的工作方式。”

在1980年代，使用液态电解质的可再充电锂金属电池被认为是下一个大问题，从而打入了早期便携式电话的市场。但是，它们在充电时燃烧的倾向导致工程师朝不同的方向发展。在电极之间穿梭的锂原子倾向于在电极表面上形成称为树枝状的树状细丝，最终使电池短路并点燃易燃电解质。

锂离子电池是一种更稳定，但能源消耗较少的技术，于1991年推出，并迅速成为新标准。这些电池用石墨阳极代替了锂金属，石墨阳极吸收了锂并防止了树枝状晶体的形成，但同时也降低了性能成本：

石墨每六个碳原子只能容纳一个锂离子，因此其比容量约为350毫安小时每克(mAh / g。)。固态电池中的锂金属的比容量为3,800 mAh / g。

当前的锂离子电池在电池级别上的总能量密度最大，约为600瓦时/升(Wh / L)。原则上，固态电池可以达到1200 Wh / L。

为了解决锂金属的燃烧问题，UM工程师创建了一层陶瓷层来稳定表面，从而防止树枝状晶体形成并防止起火。它使电池能够利用锂金属的好处-能量密度和高电导率-不会引起着火或随时间退化的危险。

Sakamoto说：“我们想出的是另一种方法，即用陶瓷在物理上稳定锂金属表面。” “它是不可燃的。我们在空气中以超过华氏1,800华氏度的温度制造。而且没有液体，这通常是您看到的电池起火的原因。