单晶铜箔为减轻锂电池火灾和爆炸风险提供了新途径

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最近的进展大大降低了锂电池爆炸的风险，为更安全、更可靠的储能解决方案铺平了道路。研究人员已经证明，通过使用精确排列铜原子的金属箔来减缓锂枝晶的生长，可以大大提高电池的安全性和使用寿命。
由韩国蔚山科技大学能源与化学工程学院的 Hyun-Wook Lee 教授领导的研究团队在无阳极锂电池中使用了通过创新的非接触式热处理生产的单晶 Cu(111) 箔。这种先进的箔片有助于锂在电池表面均匀分布，有效防止枝晶形成。因此，无阳极锂电池的实施现在可将爆炸风险降至最低。
研究小组通过促进单晶 Cu(111) 箔上的水平而非垂直锂生长，成功解决了枝晶形成问题，即在锂堆叠过程中不均匀形成的不规则、分支状结构。
枝晶是增加爆炸风险的主要原因，因为它们可能会造成电气短路。从历史上看，充电过程中枝晶的形成对锂金属电池的商业化构成了重大障碍。
研究团队与 IBS 多维碳材料中心 (CMCM) 主任 Rodney S. Ruoff 教授、江原国立大学 Sunghwan Jin 教授和 KAIST Dong-Hwa Seo 教授等杰出专家合作，证实提高锂生长的均匀性可产生稳定的四面体晶体结构，从而提高效率和安全性。
该论文发表在《能源与环境科学》杂志上。
在对各种铜箔上锂的生长模式进行比较研究中，该团队发现高米勒指数晶面的不规则排列有助于枝晶的形成。这一发现为开发可能彻底改变电池设计的下一代金属基板提供了重要见解。
李教授指出：“以前的锂电池研究主要集中在充电方面。我们的研究结果表明，锂的生长方式从垂直向水平发生了转变，为实现无阳极锂电池的商业化提供了一条有希望的途径。”