纯锂阳极——电池设计的“圣杯”

       “理想的锂金属阳极保护层必须是化学稳定的，以防止与电解质发生化学反应；并且在机械上足够稳固来承受充电期间锂的膨胀。”崔说。

       斯坦福的纳米球层就是这样。它由无定形碳构成，化学稳定并且足够稳固、柔韧以随着充放电循环过程中锂的膨胀和收缩来上下自由移动。

       触手可及的理想

       在技术层面，纳米球层提高了电池的库伦效率——电池放电过程中所能从阳极释放出的锂离子与充电过程中进入的锂离子的数量之比。这样一次礼尚往来的过程称之为一次循环。

       通常，若要达到商业可行，在经过尽可能多轮循环后，理想地，电池必须仍具有99.9%+的库伦效率。此前的未经保护的锂金属已经达到了接近96%的效率，但仅100次充放循环后下滑到50%以下，未尽如人意。斯坦福团队的新型锂金属阳极达到了甚至在150轮循环后99%的效率。

       “99%与96%的差异，就电池而言，是巨大的”崔说，“所以，虽然我们还未完全达到99.9%的阈值，但我们已经接近了，而这相对以往的设计有了显著的改善。我们相信，随着工程的继续和一些新电解质材料的到来，我们能实现稳定实用的锂金属阳极，这将推动下一代可充电电池的发展。”