东北大学的研究人员发现了一种稳定可充电电池中锂或钠沉积物的方法，有助于保持其金属结构完好无损。这一发现防止了潜在的电池退化和短路，并为更高能量密度的金属阳极电池铺平了道路。
科学家一直在寻求开发更安全、更高容量、更快充电的可充电电池，以可持续地满足我们的能源需求。金属阳极显示出实现这一目标的最高承诺。然而，碱金属的使用带来了几个问题。
在可充电电池中，充电时离子从阴极传递到阳极，发电时离子从相反方向传递。金属的反复沉积和溶解使锂和钠的结构变形。此外，靠近电极表面的电解质中扩散和电场的波动导致针状微结构的形成，称为树枝晶。树枝晶结合较弱，从电极剥离，导致短路和循环容量降低。
为了解决这个问题，由东北大学材料研究所的李洪义和一津哲领导的一个研究小组加入了多价阳离子，如钙离子，这改变并加强了电解质中锂或钠离子的溶剂化结构。
李博士说：“我们的修饰结构减缓了锂离子或钠离子在电极表面的还原，并实现了稳定的扩散和电场。”。稳定的离子反过来又保持了电沉积金属的结构。
他们的研究细节发表在2022年5月20日的《细胞报告物理科学》杂志上。
对于下一步，李和一津一郎希望改进金属阳极的界面设计，以进一步提高电池的循环寿命和功率密度。