更安全的电池用木头制成

木材结构的启发，马里兰大学的工程师已经使用改性的木材作为独特的体系结构为负极的锂金属电池，寻求防止一些导致电池故障的关键因素。

照片的木材 HotelLithium 离子穿梭在可充电电池提供能量的电源电话、 笔记本电脑和甚至灯泡。当电池充电时，锂金属膨胀;和它排时，金属锂破灭。大小这个快速变化导致不良副作用，枝状生长的锂锂金属表面上。损害建立在时间和姿势的安全隐患，如过热或火灾。这种新颖的更安全的锂金属电池，由材料科学与工程系的 UMD 博士生张滢设计可以用来提高能量密度的电池 — — 增加电源可用于便携式电子设备和电动汽车，同时减少电池过热的风险。

在这种新型的电池，工程师存储锂在天然河道的炭化木，曾被用作进行水分和养分，而不是存储在一个金属块锂粒子 （离子） 的渠道。

木材作为”酒店”，要提供大量的房间 （渠道），容纳许多客人 （锂金属）。随着锂金属”客人”进入木材的酒店，它容纳他们所有并将它们存储舒适和安全地在每个房间里，同时保持木材的刚性的外部结构。锂粒子 （客人） 的数量可以增加和减少内每个房间，但整体结构不会被损坏或倒塌。

这种方式制作的电池可以操作安全甚至与快速充电和放电率。度量工程师使用的电池的电流密度来描述如何快速锂金属沉积在表面。高电流密度等于有过度客人流入和流出木材”酒店”，这起连环撞车事故发生在门口时，可能会导致问题。可以通过简单地增加门可用锂离子，当他们进入木材”酒店”— — 方法的工程师们使用的 UMD 避免这些起连环撞车事故。如果一次锂金属”宾客”进入整体数目保持不变，只有少量的”客人”正在经历任何门在给定的时间。这就是所谓的当地的电流密度。通过使用提供的木材主机中每个通道的墙壁的表面面积大，可以最小局部电流密度，促进金属锂的受控的运动。

电池使用大容量锂金属箔，是传统的选择，可以与不稳定的酒店相比，因为只有一扇门，让来宾进入和退出。当电池放在高电流密度条件下测试时，其单一的门无法管理流量大的客人，使它更容易开裂，从而导致内部的电池的危害。另一方面，木材的”酒店”设计，其很多的直频道，提供了大量门为客人所以锂金属可以赶到个别电视频道、 有序的、 可预测的方式，即使在高电流密度 (3 mA/cm2) 下的行为和避免可能导致电池故障的锂枝状结构。已经开始，因为天然木材可以帮助工程师建立更强的东西，更稳定的电池的未来。

高级研究组组长梁冰胡副教授材料科学部和工程和成员大学能源研究中心 (UMERC)，他说:”这是用天然材料来提高电池，我们正在进行研究的一部分”。”使用自然界的生物结构，我们可以找到灵感，创造新的方式来储存能量，而我们也可以使用可再生材料。

这项研究发表在美国国家科学院学报于 2017 年 3 月 20 日，在一份题为”高容量、 低扭曲和通道引导锂金属阳极”。