专家最近报告了对锂金属电池的新进展自然能量。锂金属晶体可以在意外的表面中播种和生长（均匀且均匀），使这种快速充电成为可能。
在此SEM图像中，锂金属的大而均匀的晶体生长在令人惊讶的表面上。图片来源：Zhaohui Wu和Zeyu Hui/UC圣地亚哥
策略是在锂不“喜欢”的表面上种植晶体。均匀锂金属的致密层从这些种子晶体中生长。锂金属均匀的层对于电池研究人员缺乏树突，这对电池的性能降低了。这些树突在电池阳极中的形成长期以来一直是快速充电超能量密度锂金属电池的绊脚石。
这种新颖的策略，在工程师的指导下加利福尼亚大学圣地亚哥，可在大约一个小时内促进锂金属电池的充电。加州大学圣地亚哥分校的工程师与加州大学尔湾分校成像研究人员合作，发表了这一突破自然能量2月9日Th，2023年。
科学家用锂金属电池的负侧（阳极）取代了由锂金属电池的负面（阳极），其含氟化锂（LIF）和铁制成的纤维化纳米复合材料表面和铁生长锂金属晶体（FE）。
锂沉积期间，锂晶状体在该岩石症表面发育而成，从这些种子中生长出致密的锂层，即使以高充电速率也是如此。结果，很快就产生了充电的长周期寿命锂金属电池。
特殊的纳米复合材料表面是发现。我们挑战了种植锂晶体需要哪种表面的传统观念。普遍的智慧是锂在它喜欢的表面上生长得更好，是岩石嗜性的表面。
加州大学圣地亚哥分校的研究高级作者兼纳米工程学教授Ping Liu
Ping Liu补充说：“在这项工作中，我们表明这并不总是正确的。我们使用的底物不喜欢锂。但是，它提供了丰富的成核位点以及快速表面锂运动。这两个因素导致这些美丽的晶体的生长。这是解决技术问题的科学见解的一个很好的例子。”
加州大学圣地亚哥分校纳米工程师领导的新突破可能会消除普遍使用电动汽车（EVS）和便携式电子设备等应用的能量密集锂金属电池的重大障碍。由于其高电荷密度，锂金属电池对电动汽车和便携式电子具有很大的潜力。
但是，今天的锂金属电池应相对较慢，以保持电池性能并避免安全性。需要缓慢的充电才能减少电池性能锻造锂树突的形成，锂离子与电子结合以在电池的阳极侧形成锂晶体时形成。当电池电荷，锂晶体形成时，并且随着电池的排放，锂晶体会溶解。
期刊参考
Wu，Z.，等。（2023）在岩石症底物上生长单晶种子，以实现快速充电的锂金属电池。自然能量。doi.org/10.1038/S41560-023-01202-1。
来源：https://ucsd.edu/