电极采用分层糕点为环保电池提供动力

当谈到可能提供改进性能的替代电池架构时，有许多令人兴奋的可能性和一个非常常见的障碍。电极上形成称为枝晶的针状生长物，阻碍了许多有前途的实验电池的性能，但德克萨斯大学 (UT) 奥斯汀分校的一个团队正在提出一种特别环保的解决方案，利用一种新颖的解决方案制造技术比作分层糕点。

这项研究的核心技术是所谓的钠电池，这是一个有吸引力的提议，因为它们避开了当今电池中使用的锂和钴等重金属。除了与童工相关的人权问题外，这些材料的开采还与环境影响有关，例如供水污染和土壤退化。

相比之下，钠便宜且储量丰富，有望成为一种更环保的储能解决方案。但是，将其性能提高到当今锂离子电池性能的努力一直受到一些问题的困扰，其中主要是枝晶形成问题。当设备循环时，这些往往会在阳极上生长，阳极是在充电电池中存储离子的电极，并可能导致它短路、过热或着火。

目的是尽可能均匀地沉积阳极材料，即使表面有轻微的缺陷，也可以使枝晶开始，它们需要使整个器件恢复原状。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员认为，他们已经通过一种称为碲化锑金属间化合物的复合材料作为阳极来解决这个问题。

这是由钠金属薄片形成的，这些薄片被卷在碲化锑粉末上并折叠起来。这个过程一遍又一遍地重复以形成阳极材料，并导致钠原子的高度均匀分布，以减少枝晶形成的可能性。

“想想制作一种分层的糕点，比如西班牙面饼，”研究作者大卫米特林说，他设计了这种材料。

这种复合材料不仅能防止枝晶形成，还能提高钠电池的稳定性。科学家们指出，它比任何现有的钠离子阳极都具有更高的理论能量密度，因此可以带来更大的存储容量，并使其能够以与锂离子电池相同的速率充电。

“我们基本上是同时解决两个问题，”米特林说。“通常情况下，充电速度越快，这些树突就会生长得越多。所以如果你抑制枝晶生长，你可以更快地充电和放电，因为突然之间它是安全的。”

科学家们已经为这项技术申请了专利，并在《先进材料》杂志上发表了他们的研究成果。

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