新型固态锂金属电池3分钟充满电，充放电循环高达1万次（图）

近日，美国哈佛大学科学家为电动汽车开发了一种新型固态锂金属电池。根据介绍称，电池有望实现3分钟内完全充电，并且可持续使用20年。

20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的应用群体。

然而，锂电池在现阶段已经达到了一种“瓶颈”，虽然我们可以通过更换一些材料优化它的充电速度、电池寿命、降低成本，但一直没有重大突破。

该新型固态锂金属电池充放电循环高达1万次，相较而言，目前最好的固态电池循环次数为2000~3000次。主要原因在于，他们设计出一种“三明治”电池结构，哪怕在20mA/cm²这样的超高电流密度下，也不会出现锂枝晶穿透现象。

这种新型固态电池，在20C充电倍率（8.6mA/cm²）下充放电循环1万次后，电池容量剩余82%。在1.5C充电倍率（0.64mA/cm²）下充放电循环2000次以后，电池容量剩余81.3%。

这块新型固态锂金属电池，使用的是纯金属形式的锂。而且使用的是固体电极和固体电解质，而不是现阶段普遍采用的锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。创新式的“三明治”电池结构从左到右依次是：锂金属阳极、石墨、LPSCI、LGPS、LPSCI、石墨、NMC811阴极。LGPS电解质屏障阻止枝晶穿过使电池短路，从而防止了故障产生。

不过，锂金属电池所使用到的材料成本也比传统锂离子电池的成本高上不少。这项技术虽好，想要量产的话，还有太远的路要走。