东方时讯网由大邱庆北科学技术学院(DGIST)能源科学与工程系的LeeHong-kyung、LeeYong-min和LeeHo-chun教授领导的联合研究小组开发了一个新的概念系统，该系统可以显着提高提高下一代电池的稳定性和使用寿命。
有望通过将液态电解质变为动态状态来解决枝晶生长这一下一代锂金属电池的难题，从而加速下一代电池的商业化进程。这项工作发表在《先进功能材料》杂志上。
目前，大多数商业化的电池，例如电动汽车中的电池，都使用石墨电极作为负极。石墨负极在能量密度方面存在局限性，因为它很重并且在电池内部占据大量空间。由于这限制了电池的长时间运行，因此对更轻、更小的阳极材料的需求一直在增长。
锂金属作为可以解决这些问题的下一代负极材料备受瞩目。然而，锂金属阳极的商业化受到“枝晶”的阻碍，“枝晶”是一种在锂电池充电过程中聚集在阳极表面的细枝状晶体。这往往在很大程度上取决于电解质中的离子传输现象。也就是说，离子传输速度越快，均匀性越高，越容易控制枝晶。
人们一直在努力抑制枝晶，但最终有必要摆脱经典的离子传输方法，以提出一种更快、更均匀的离子传输方法。
研究团队制作了一种响应外部磁场的纳米自旋棒(NSB)，使电池中静止的电解质溶液转变为动态状态，并将其添加到电解质溶液中产生微对流。事实上，可以通过施加外部旋转磁场来旋转分布在整个电解质中的NSB以远程传输功率。与以前的方法相比，这项工作促进了快速离子传输，同时减少了约32%的离子扩散，从而实现了均匀的离子传输。
通过应用磁性纳米粒子(NSB)和外部磁场实现的动态离子传输可以促进锂离子的快速和均匀传输，并且已经证实即使在高充电率下它也能有效地控制枝晶的形成和生长。当将NSB添加到其他电解质中时，可以实现相同的效果。如果使用该研究小组开发的电解液制造锂金属电池，并在外部施加旋转磁场的同时使用它，与现有系统相比，这将显着提高电池的使用寿命。
DGIST能源科学与工程系LeeHong-kyung教授说：“这是一种新概念的电解质系统，可以创造一种以前从未尝试过的动态电解质，并通过磁性纳米粒子改变电解质研究的范式。它可以立即应用于使用液体电解质的各种电化学系统。”