韓國國家科學技術研究委員會（National Research Council of Science & Technology）的科學家們展示了一種很有前景的新電池架構，它可能會大幅提高電池容量，并且縮短充電時間。這一突破源于一種高密度锂金屬電池的新設計，這種電池可以小心地控制有問題的離子生長，使其在數百次循環中保持功能。
今天使用的锂電池的陽極是由石墨制成的，但如果科學家能夠使用純锂金屬，這将标志着能源存儲技術的巨大飛躍。這是因為金屬锂的理論容量約為3860毫安時/克，比石墨的372毫安時/克高10倍左右。舉例來說，這可以讓電動汽車每次充電走得更遠，或者讓智能手機運行一周。
但是這些電池通過不同的化學反應産生能量，這就帶來了另一組需要解決的問題。锂金屬電池在循環過程中，锂離子在陽極表面不均勻地生長成觸手狀的結構，稱為枝晶。突起會導緻陽極膨脹和電池短路或着火。大量的研究集中在解決這個問題上。
這項新研究的作者用多孔碳結構來解決這個問題，該結構具有一個空心的核心，作為陽極。這些被稱為锂可限制的核殼宿主，被認為是該領域令人興奮的前景，通過在循環過程中将锂儲存在一個空心核中，能夠防止枝晶生長和體積膨脹。然而，它們确實在另一方面受到較差的電化學性能的影響，在操作過程中，仍會在結構表面形成不良的锂生長，這被稱為頂部電鍍。
該團隊已經為這些結構開發了一種新的設計，在空心核心中加入了少量的金納米顆粒。這些顆粒對锂離子具有親和力，因此能夠控制它們生長的方向，誘導它們進入内核，同時在殼層中形成納米級的孔隙，進一步促進锂離子向空心中心的遷移。
這有助于防止枝晶生長和頂部鍍層，由此産生的電池設計在團隊的模拟實驗中顯示出巨大的潛力。在大電流充電條件下，锂離子沉積在該結構内，在高電流密度下，500次以上的充電循環中，其容量保持了82.5%。研究小組認為，這種長壽命和高電流密度的容忍度意味着一種高容量電池，不僅可以走得更遠，而且充電速度也很快。
研究小組組長金炳建（音譯）博士表示：“锂金屬電池雖然具有高容量的優點，但由于穩定性和安全性等問題，要實現商業化還需要克服很多障礙。我們的研究非常寶貴，因為我們開發了一種大規模生産锂金屬蓄電池的技術，具有高庫侖效率，可用于快速充電的锂金屬電池。”
目前，該團隊正在努力将這種電池技術商業化，但首先需要開發一種兼容的電解質溶液，以便在使用過程中運輸離子。
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