研究人员开创了使下一代锂电池更安全的方法

十大品牌 2025年09月23日 22:32 1 cc

信息来源：https://techxplore.com/news/2025-09-advances-generation-lithium-batteries-safer.html

伍斯特理工学院（WPI）的电池技术研究团队近期在锂电池领域取得了重要进展，针对该领域面临的一些重大挑战，提出了更安全、更高效的解决方案。这项研究集中在提升全固态锂电池的性能和稳定性，以及实现锂金属电池的安全回收，具有广泛的应用前景。

锂金属阳极的高效回收

在燃料电池行业中，锂金属阳极因其优异的电化学性能而备受关注。然而，其高反应性也使得阳极的回收变得复杂和危险。王岩教授领导的研究小组在《焦耳》杂志上发表的论文中，介绍了一种创新的方法，以安全和经济可行的方式回收锂金属阳极。

图片来源：伍斯特理工学院

研究者们使用商业级丙酮进行“自驱动”醛醇缩合反应，将废弃的锂金属阳极转化为纯度达到99.79%的碳酸锂（Li₂CO₃）。这一纯度超过了电池级材料的行业标准，表明该方法不仅有效而且具有实际应用价值。回收的碳酸锂被用于制备新型正极材料，其电化学性能与市面上现有材料相当，从而证明了这一方法在现实世界中的可行性。

王岩指出：“这一方法为解决电池行业面临的最紧迫挑战提供了一种有效的解决方案。通过将安全责任转化为回收的动力，我们建立了一个对行业采用实用同时又对建设可持续能源未来至关重要的流程。”

提升固态电池设计的兼容性

图片来源：焦耳（2025）。DOI：10.1016/j.joule.2025.102136

除了锂金属阳极的回收，研究团队的另一项重大突破是解决固态电池设计中的传统难题。在《今日材料》上的一篇文章中，王教授团队指出，卤化物固态电解质与锂金属负极之间的兼容性差，一直以来是制约固态电池发展的一个障碍。传统固态电池设计需要额外的保护膜，这在一定程度上提高了生产成本和复杂性。

为了解决这一问题，研究团队引入铁掺杂至氯化锂中，创造出一种无需保护层即可与锂铟阳极直接稳定接触的材料。这项创新不仅保持了高离子电导率，还提供了卓越的长期性能。试验表明，该材料的全电池可以在80%容量保持的情况下循环超过300次，且对称电池的运行时间超过500小时，这是该领域首次实现此类表现。

王教授表示：“通过简化固态电池设计，同时提高其稳定性和性能，铁掺杂成为有效的策略。这项工作与我们的回收研究相辅相成，代表了实现高性能锂电池的坚实一步，使其更加安全和可持续。”

图片来源：今日材料（2025）。DOI： 10.1016/j.mattod.2025.08.038

为电动汽车和可再生能源储存铺平道路

伍斯特理工学院致力于推动电动汽车、便携式电子设备和可再生能源存储设备的发展，研究人员通过解决锂电池生命周期内的挑战，正在为下一代能源技术奠定基础。从安全设计到可扩展回收，研究成果将为电池技术的可持续性提供支持，助力现代应用场景的演进。

随着对电池技术的需求不断增加，安全性、稳定性和环保性已成为不可或缺的因素。伍斯特理工学院的这一系列研究进展不仅为学术界提供了宝贵的参考，也为工业界探索锂电池的更广阔应用奠定了基础。王岩教授和研究团队的努力可能会在全球电池行业带来深远的影响。

总之，伍斯特理工学院的研究为锂电池技术提供了切实可行的创新解决方案，旨在提升电池安全性和可持续性。随着技术的不断演进，这些研究有望在日后的电动交通和能源存储系统中发挥关键作用，为建设可持续发展的未来贡献力量。电池回收与固态电池设计的结合为应对全球能源转型带来了新的契机，推动行业进入新的发展阶段。

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