下一代電池可能有多種形式，而科學(xué)家們寄予厚望的一種設(shè)計(jì)涉及金屬鋰的使用。這種材料優(yōu)異的能量密度可以讓電池一次為智能手機(jī)供電數(shù)天，通過(guò)設(shè)計(jì)一種可以由外部磁場(chǎng)控制的新型電解質(zhì)，韓國(guó)科學(xué)家將這種想法推向了現(xiàn)實(shí)。

眾所周知，在鋰金屬電池中，石墨作為陽(yáng)極被純金屬鋰取代，這種材料提供了非常高的能量密度，可以使電池充電更快，并提供多達(dá)10倍的容量，但目前的技術(shù)還難以讓它長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作。當(dāng)電池循環(huán)時(shí)，枝晶會(huì)在陽(yáng)極上形成，并可能導(dǎo)致電池短路、故障或著火。

迄今為止，科學(xué)家已研發(fā)了不少可能的解決方案。在上述最新研究中，韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院(DGIST)又提出了一個(gè)全新的解決方案。

具體而言，科學(xué)家們?cè)噲D通過(guò)重新設(shè)計(jì)電解質(zhì)溶液來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，電解質(zhì)溶液在陽(yáng)極和陰極之間攜帶離子。他們通過(guò)改進(jìn)離子在這種介質(zhì)中的運(yùn)輸方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，旨在使這個(gè)過(guò)程更快、更均勻，從而將任何潛在的枝晶扼殺在萌芽狀態(tài)。

研究小組在電解質(zhì)溶液中添加了磁性納米顆粒，使其對(duì)磁場(chǎng)有反應(yīng)，并使其能夠被攪拌，使靜態(tài)電解質(zhì)變成動(dòng)態(tài)電解質(zhì)。這樣做的結(jié)果是快速和均勻的鋰離子傳輸，可以防止枝晶形成。該團(tuán)隊(duì)在一個(gè)概念電池系統(tǒng)中、在高充電率和穩(wěn)定循環(huán)下證明這一點(diǎn)。

根據(jù)這些早期的結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，該技術(shù)可以用于大幅提高鋰金屬電池的穩(wěn)定性和壽命，并指出，當(dāng)應(yīng)用于其他電解質(zhì)時(shí)，也可以產(chǎn)生相同的效果。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《高級(jí)功能材料》雜志上。

研究作者Lee Hong-kyung教授表示，“我們通過(guò)磁性納米粒子創(chuàng)造出了從未嘗試過(guò)的動(dòng)態(tài)電解質(zhì)，這將改變電解質(zhì)研究的范式。它可以立即應(yīng)用于使用液體電解質(zhì)的各種電化學(xué)系統(tǒng)。”