眾所周知，開發下一代儲能技術有兩個很有前景的途徑，涉及使用高密度鋰金屬、固態電解質。而近期，有一項新研究將這兩大方向結合在了一起，取得了令人興奮的新突破。據報道，美國科學家已經展示了如何在電化學脈衝的幫助下，解決與這些架構相關的穩定性問題，為每次充電運行時間更長的電動汽車和智能手機鋪平道路。
這項研究成果已發表在了美國化學學會能源類雜誌ACS Energy Letters上。
該領域的部分研究集中在陽極上，它作為設備的兩個電極之一，有助於促進鋰離子通過液體電解質的傳輸。
如今的陽極是由石墨和銅混合製成的，但純鋰金屬是一種誘人的替代品，因為它提供了固體材料中最高的能量密度。
然而，到目前為止，將鋰金屬集成到電池中是很困難的，因為科學家們遇到了各種各樣的安全問題，這些問題很快就導致了他們的失敗。
有一種思路認為，用固體電解質代替液體電解質將會製造出更適合鋰金屬使用的電池。這種材料的交叉是橡樹嶺國家實驗室（ORNL）科學家的新工作重點，他們相信他們已經找到了一種方法，將它們以穩定和持久的方式結合在一起，而且不會影響性能。
在固態電池中，將材料融合在一起通常是一項棘手的任務，因為持續的充放電循環會導致接頭不穩定，並導致形成空洞，這就是所謂的接觸阻抗。
施加壓力是解決這個問題的一種方法，但這種技術需要在電池運行時定期使用，也可能導致電池短路。
ORNL的科學家發現，當鋰金屬陽極與固體電解質結合時，他們可以通過施加一個短的、高壓的電化學脈衝來消除這些空隙。這些脈衝就好像一股電流圍繞在空洞周圍，導致它們消散，從而在材料界面處產生更廣泛的接觸。
由於這對電池沒有不利影響，而且脈衝技術可以使電池恢復到幾乎原始的容量，科學家們設想，有一天這項技術將提供一種可行的方法來管理固態鋰金屬電池的運行。
他們表示，這種系統可以提供兩倍於目前解決方案的能量密度，而且體積要小得多，這意味着電動汽車每次充電可以走得更遠，或者智能手機可以運行更長時間。
該項目的聯合負責人Ilias Belharouak說：“這種方法將實現全固態架構，而不會施加可能損壞電池的外力，在電池使用期間部署是不切實際。在我們開發的過程中，電池可以正常製造，如果電池疲勞了，就可以施加脈衝來恢復活力和刷新界面。”
科學家們現在正在繼續開發這項技術，通過試驗更先進的電解質材料，並研究如何將其擴大到工作規模的固態電池系統中。