建立更好的电池

锂离子电池，广泛应用于设备从电动汽车到 Iphone，组成由正电荷锂复合阴极和阳极组成的带负电荷的离子碳。理想情况下，作出的锂金属，可以存储更多的能量，比碳阳极。然而，锂金属阳极有严重的缺陷 — — 随着时间推移，锂金属长树突，通过造成它的电池短路甚至可以生长的微小象针一样分支结构爆炸。

现在，来自加州理工学院和卡耐基梅隆大学的研究人员联合团队第一次测量强度的金属锂在纳米和微尺度，有抑制枝晶的形成和提高锂离子电池的重要意义的发现。

工作在实验室内进行的朱莉娅 · 格里尔教授的材料科学与力学在加州理工的司工程和应用科学，并出现在一篇论文出现在线 12 月 19 日在美国国家科学院学报的一周。

“锂已经从历史上看难以学习，因为它氧化和立即变黑与空气接触时，”格里尔说。”此外，锂的强度只测量了在规模大，与一些可追溯到 60 年代的测量。锂枝晶是纳米到微米大小。

在加州理工学院使用一个特殊的真空室前, 研究生陈栩 （16年），博士率领形成支柱的单晶锂几微米高和一些纳米到微米直径。每个这些单结晶锂支柱提取锂，一块较大，因此每个特殊晶体取向 — — 原始样品的特定角度。研究人员发现，这一尺寸，锂是比之前的测量结果表明强达 100 倍。此外，卡内基 · 梅隆大学的合作者的计算如何锂枝晶的刚度随晶体学取向和发现它可以作为不同的四倍。

锂离子电池的锂离子电池的阳极，通过一种叫做电解质，对阴极的导电物质流产生电流。以前曾试图阻止锂枝晶生长有依赖的固体电解质，位于阴极和阳极，身体抑制树突之间使用。

“物理抑制枝晶生长与固体电解质是有前途的方法，但迄今为止用电解质不已经能够承受的力的成长树突，”徐乐说。”然而，我们现在知道，锂树突要比先前认为的我们可以选择更强的固体电解质的树突因此，无法通过增长.”

本文的标题是”增强强度和温度依赖的力学性能李的小尺度和及其对李金属阳极的影响”。其他的作者是 Zeeshan 艾哈迈德和卡耐基梅隆大学，文卡维斯瓦纳坦和阿斯加尔 Aryanfar （MS 10，博士 15年） 的加州大学洛杉矶分校。工作是由能源部和国家自然科学基金资助的。