全球研究人員的一大研究領(lǐng)域是改進用于電動汽車和其他電子設(shè)備的電池。大多數(shù)現(xiàn)代電動汽車都依賴于鋰離子電池，但由于其費用、重量和充電時間，它們并不理想。幾十年來，研究人員一直試圖用固態(tài)鋰金屬電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰離子電池。

固態(tài)電池的好處是在相同體積下能獲得更多能量，并且能夠更快地充電。哈佛研究員Xin Li和他的科學(xué)家團隊設(shè)計了一種穩(wěn)定的鋰金屬固態(tài)電池，至少可以充放電10,000次。這比之前用類似電池設(shè)計證明的循環(huán)次數(shù)要多得多。該電池還具有高電流設(shè)計，并與商用高能量密度陰極材料配對。

研究人員表示，該技術(shù)可以延長電動汽車的使用壽命，使其在 10 到 15 年與汽油汽車相媲美，而無需更換電池。高電流密度還為可在 10 到 20 分鐘內(nèi)完全充電的電動汽車鋪平了道路。化學(xué)是制造鋰金屬電池的最大挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)的電池化學(xué)會產(chǎn)生稱為枝晶的物質(zhì)，會導(dǎo)致電池短路或著火。

Li 和他的團隊設(shè)計了一種多層電池，在陽極和陰極之間夾有不同穩(wěn)定性的不同材料。這種設(shè)計通過控制和控制鋰枝晶而不是完全阻止它們來防止鋰枝晶的滲透。電池還具有自愈特性，可以回填由樹突產(chǎn)生的孔洞。

哈佛研究人員開發(fā)的設(shè)計是概念證明，表明鋰金屬固態(tài)電池可以與商用鋰離子電池競爭。多層設(shè)計的靈活性和多功能性也可能與大規(guī)模生產(chǎn)程序兼容。然而，研究人員指出，為了更好的設(shè)計擴大商業(yè)容量將很容易，但實際挑戰(zhàn)仍然存在。