中美科学家：添加纳米钻石可让锂电池更安全

发布时间：2017/9/5 0:06:11

锂电池广泛运用在手机、笔记本电脑等移动设备之中，由于电池短路造成移动设备引燃等危险事件也在不断增多。中美两国科学家共同合作完成了一项新研究，他们在锂电池的电解质内添加了纳米级的钻石微粒，以防止电池内部生成导致短路的沉积物，避免因电池短路引起的火灾事故。

锂电池能量密度高、放电性能好，在工业和消费电子领域用途广泛。但如果以纯金属锂作电极，电池内部容易生成被称为“树突”的树枝状沉积物，其尺寸大到一定程度后会造成短路。而大多数锂电池采用嵌锂的石墨材料作为电极，虽然在一定程度上减少了“树突”的发生，但也大大降低了锂电池的储能效果（仅为金属锂作为电极的锂电池的十分之一）。

研究人员这次在锂电池电解质中加入了纳米级的钻石，他们发现电池内部生成的沉积物是平滑的层状而并非“树突”，这个新发现有望在使用纯锂金属作为电极时抑制“树突”的发生，从而让锂电池都能发挥更好的安全性和高效性。

据了解，纳米级钻石是极微小的钻石颗粒，尺寸不及头发丝直径的万分之一，而它们的制造成本也很低廉，并具有非常规则的结构，容易自然排列成为平滑的表面。研究人员在试验中使用了添加纳米级钻石的锂电池做了200小时的充放电循环试验，试验结果显示该技术在一些工业应用应该是足够的，遗憾的是要用在智能手机或者笔记本电脑中，还需要进一步验证性能。

目前这项研究发表在新一期的《自然通讯》杂志中，该研究由中国清华大学和美国德雷克塞尔大学等机构共同完成。

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