鋰電池廣泛運用在手機, 筆記型電腦等移動設備之中, 由於電池短路造成移動設備引燃等危險事件也在不斷增多. 中美兩國科學家共同合作完成了一項新研究, 他們在鋰電池的電解質內添加了納米級的鑽石微粒, 以防止電池內部生成導致短路的沉積物, 避免因電池短路引起的火災事故.
鋰電池能量密度高, 放電性能好, 在工業和消費電子領域用途廣泛. 但如果以純金屬鋰作電極, 電池內部容易生成被稱為 '樹突' 的樹枝狀沉積物, 其尺寸大到一定程度後會造成短路. 而大多數鋰電池採用嵌鋰的石墨材料作為電極, 雖然在一定程度上減少了 '樹突' 的發生, 但也大大降低了鋰電池的儲能效果 (僅為金屬鋰作為電極的鋰電池的十分之一) .
研究人員這次在鋰電池電解質中加入了納米級的鑽石, 他們發現電池內部生成的沉積物是平滑的層狀而並非 '樹突' , 這個新發現有望在使用純鋰金屬作為電極時抑制 '樹突' 的發生, 從而讓鋰電池都能發揮更好的安全性和高效性.
據了解, 納米級鑽石是極微小的鑽石顆粒, 尺寸不及頭髮絲直徑的萬分之一, 而它們的製造成本也很低廉, 並具有非常規則的結構, 容易自然排列成為平滑的表面. 研究人員在試驗中使用了添加納米級鑽石的鋰電池做了 200 小時的充放電迴圈試驗, 試驗結果顯示該技術在一些工業應用應該是足夠的, 遺憾的是要用在智能手機或者筆記型電腦中, 還需要進一步驗證性能.
目前這項研究發表在新一期的《自然通訊》雜誌中, 該研究由中國清華大學和美國德雷克塞爾大學等機構共同完成.
