當電池充電后被使用,就會形成一個復雜的SEI(固體電解質間相)層,其結構與由幾塊積木組裝而成、具有有機部件和無機部件的馬賽克類似。
(圖片來源:阿爾托大學)
據外媒報道,芬蘭阿爾托大學(Aalto University)的研究人員注意到,如果將一個人工層涂覆到電池的電極表面,電池能夠充電,還可以使用更長的時間。當添加的人工層發生反應并形成具有保護性的SEI層時,就可以節省電極材料。此外,人工打造的SEI的表面比自然生產的SEI層更均勻、質量更高。
無機材料,即不含碳的材料,在沉積原子層時就已經被使用。現在,阿爾托大學的研究人員首次使用二氧化碳生產電池保護涂層,未來此類涂層可以延長電池的壽命,并讓利用更高效的新電池材料成為可能。
除了增加電池的耐久性,人工SEI還可以使用更高效的新型電極材料。電池總是由兩個電極組成,每個電極都有自己的特性,會影響到電池的性能。
研究人員表示:“如果電池可以使用金屬鋰作為電極材料,將是一大好處。如果清潔的金屬鋰能夠安全被使用,將大大提高電池的容量。在人工SEI的幫助下,就可能實現。因為如果電池與水或空氣接觸,金屬鋰就會點燃電池,因此在電池中使用金屬鋰非常具有挑戰性。”
現在,電池的使用率越來越高,例如,電動汽車就變得越來越普遍。因此,提高電池的可持續性和效率對于環境也很重要。但是,由于目前金屬開采過于廉價,很多企業也沒有動力生產壽命更長的產品,消費者也不愿意花更多的錢購買電池。
該研究成功構建了SEI層的有機部分,接下來,研究人員將測試研發的人工涂層會如何保護電池。