独家 | 稳定锂电池机制新发现！突破动力学思维，解决金属负极稳定性
独家 | 稳定锂电池机制新发现！突破动力学思维，解决金属负极稳定性
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但是， 在锂金属电池中，锂金属具有高反应性，使得其表面的 电解液不断分解。 因此，锂金属电池的库仑效率很低。库仑效率，也称为电流效率，描述了电子在电池中传输的效率。而具有高库仑效率的电池则具有更长的电池循环寿命。
为了克服这个问题， 科学家们开发了功能性电解质和电解质添加剂。 这些可以提高固体电解质界面 (SEI) 的稳定性并抑制分解。形成的表面保护层阻止金属锂和电解质的直接接触，从而在动力学上减缓电解质还原。然而，直到现在，科学家们还没有完全理解固体电解质界面与库仑效率之间的相关性。
主要问题在于， 即使科学家们知道提高固体电解质界面的稳定性，可以减缓电解质分解，但是，很难直接分析固体电解质界面化学。事实上，大多数关于固体电解质界面的研究都是用间接方法进行的。这些研究提供了间接证据，因此很难开发出可导致高库仑效率的稳定锂金属的电解质。
图1：锂金属电池电解质概念的历史演变。
近日，东京大学的科学家们发现了一种 稳定锂金属电池中锂金属电极和电解质的新机制。 这种不依赖于传统动力学方法的新机制有可能大大提高电池的能量密度。这篇名为“电极电位影响锂金属负极的可逆性”（Electrode potential influences the reversibility of lithium-metal anodes）的文章发表在著名的《自然能源》期刊上。
研究小组确认， 如果他们能够提高特定电解质系统中锂金属的氧化还原电位，就可以降低使得电解质还原的热力学驱动力，从而获得更高的库仑效率。这种策略很少应用于开发锂金属电池。研究负责人之一的山田笃夫教授（Atsuo Yamada） 解释说：“锂金属的热力学氧化还原电位随电解质的不同而显着变化，这是影响锂金属电池性能的一个简单但被忽视的因素。”
“康桥电池能源CamCellLab”公众号了解到， 该团队研究了锂金属在 74 种电解质中的氧化还原电位。在研究中，他们引入二茂铁作为电极电位的内标。证明了锂金属的氧化还原电位与库仑效率之间存在相关性。展望未来的工作，该研究团队的目标是更详细地揭示氧化还原电位转变背后的合理机制。
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