PNNL团队将锂金属电池寿命提高到创纪录的水平

美国能源部太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的研究人员创造了一种可持续600次循环的锂金属电池，远远高于其他报告的结果。关于这项工作的论文发表在《自然能源》杂志上。

虽然这标志着一项有前途的技术向前迈出了一大步，但锂金属技术尚未准备好迎接黄金时代。虽然如今电动汽车中使用的锂离子电池能量较低，但它们的使用寿命更长，通常至少可循环 1,000 次。

这项新研究是通过美国能源部Battery500联盟创新中心完成的，这是一个由 PNNL 牵头的多机构努力，旨在开发比目前使用的电池更轻、能源密集更高且更便宜的电动汽车电池。PNNL 领导该联盟，负责将合作机构的最新进展整合到称为高能软包电池的设备中，并在现实条件下展示改进的性能。

PNNL 团队找到了一种通过使用仅20微米宽的薄锂带而不是仅使用含更多锂的阳极来延长电池寿命的方法。

Battery500 团队创造的锂金属电池的能量密度为 350 瓦时每公斤（Wh/kg）——非常高，但并非史无前例。新发现的价值更多地与电池的寿命有关。600次循环后，电池仍保留其初始容量的76%。

就在四年前，一种实验性锂金属电池可以运行 50次循环。两年前，PNNL 团队实现了 200次循环，现在达到了 600 次。此外，PNNL 电池是一种软包电池，比纽扣电池更能反映现实世界的情况，纽扣电池是许多电池研究项目中使用的一种不太现实的设备。 获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com

该团队决定尝试更薄的锂条是基于其对阳极分子动力学的详细了解，如《自然能源》论文中所述。科学家们发现，由于阳极上固体电解质中间相 (SEI) 膜周围的复杂反应，较厚的条带直接导致电池故障。SEI 是锂和电解质之间副反应的副产品。有效工作的 SEI允许某些锂离子通过，但会限制不必要的化学反应，从而降低电池性能并加速电池故障。

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这项工作由能源部能源效率办公室和可再生能源车辆技术办公室资助。评估电池的大部分显微镜检查是在 EMSL（环境分子科学实验室）完成的，EMSL 是位于 PNNL 的 DOE 科学用户设施办公室。