2019年4月25日
与传统的锂离子电池相比，含有金属锂阳极的电池容量更大，效率更高。然而，安全问题和较短的使用寿命阻碍了它的发展。为了正确地检查这种电池的故障和过早失效的原因，科学家们制定了一种方法，可以直观地看到活性锂在阳极上的分布，并区分树突和“死”锂。正如杂志上提到的《应用化学》，该方法采用荧光染料。
©Wiley-VCH
当锂阳极电池放电时，阳极向电路发射电子，而带正电的锂离子向电解液发射。当电池充电时，这个过程是相反的，将锂放回阳极。遗憾的是，沉积不是均匀的，并可能导致称为树突的分支结构的发展，它可能长得太大而导致短路。此外，它们较高的表面积增加了锂和电解质组分之间的不利的副反应，从而中和了锂。最后，一些树突完全由这种“死”锂组成。虽然死锂和树突阻碍了电池的功率，但它们对阳极的影响是完全不同的。由于两种情况下的形态学是相同的，以前用常规显微镜方法无法区分它们。
为了更好地理解锂阳极中发生的不利过程，中国科学院和青岛中国海洋大学的科学家们与陈首钢、董山木和崔光磊合作，欧洲杯线上买球目前已经制定了一种新方法，使他们能够检查活性锂物种在阳极表面的分布，并区分锂枝晶和副产物。
用过的锂阳极表面有一层叫做9,10-二甲基蒽(DMA)的荧光染料涂层。锂对DMA有反应，使其荧光猝灭。因此，含有活性锂的区域呈现出黑色，而含有非活性锂的区域则继续发出荧光。阳极的形态不受影响。
对于安全使用的锂金属电池来说，找出潜在危险故障背后的原因是非常重要的。利用这项新技术，可以发现导致锂电池错误运行的树突。在新电池的创造中，这种方法也有助于寻找增强的电解质，并提供了关于锂不均匀沉积的预测。确定锂枝晶优先发育的位置可能有助于增强新电池的结构。
来源:https://onlinelibrary.wiley.com