纳米级钻石可使锂电池更安全

中美两国科学家合作完成的一项研究显示，向锂电池的电解质里添加纳米尺度的钻石微粒，可以防止电池内部生成导致短路的沉积物，避免起火等事故。

 

这项研究由中国清华大学和美国德雷克塞尔大学等机构合作完成，论文发表在新一期英国《自然·通讯》杂志上。

 

锂电池能量密度高、充放电性能好，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。目前锂电池一般用嵌锂的石墨材料为电极，可减少“树突”产生，但也大幅降低了储能效果，仅为金属锂作电极的锂电池的十分之一。

 

研究人员把纳米钻石添加到锂电池电解质中，发现生成的沉积物是平滑的层状，而不是树枝状。这项新成果有望在使用纯锂电极情况下抑制“树突”生成，使锂电池兼具安全性和高性能。

 

纳米钻石是极微小的钻石颗粒，尺寸还不到头发丝直径的万分之一，制造成本低廉。它们具有极为规则的结构，容易自然排列形成平滑表面。

 

添加了纳米钻石的锂电池在实验中经受了长达２００小时的稳定充放电循环，对一些工业应用来说这已足够，但如果要用于智能手机和笔记本电脑，还需进一步提高和验证性能。