近期，哥倫比亞工程公司的一個團(tuán)隊詳細(xì)介紹了如何利用核磁共振光譜技術(shù)設(shè)計鋰金屬電池的陽極表面，為未來人們設(shè)計更安全、更高性能的鋰電池提供了理論幫助。

鋰金屬是元素周期表中最活躍的元素之一，在正常使用電池的過程中很容易形成鈍化層，影響陽極本身的結(jié)構(gòu)。這種鈍化層就像銀器或珠寶開始褪色時產(chǎn)生的鈍化層，但由于鋰的活性非常高，電池中的鋰金屬陽極一接觸電解液就會開始"褪色"。鈍化層的化學(xué)成分會影響鋰離子在電池充電/放電過程中的移動方式，并最終影響系統(tǒng)內(nèi)部是否會長出導(dǎo)致電池性能不佳的金屬絲。迄今為止，測量鈍化層(電池界稱之為固體電解質(zhì)相間層(SEI))的化學(xué)成分，同時捕捉位于該層中的鋰離子如何移動的信息幾乎是不可能的。

團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、化學(xué)工程副教授勞倫-馬貝拉(Lauren Marbella)提出了利用核磁共振 (NMR) 光譜方法將鋰鈍化層的結(jié)構(gòu)與其在電池中的實際功能聯(lián)系起來的方法，它能解決離子絕緣材料如何在 SEI 中實現(xiàn)快速鋰離子傳輸?shù)膯栴}，進(jìn)而可以設(shè)計出符合商業(yè)化所需的性能指標(biāo)的鋰金屬電池。核磁共振實驗是為數(shù)不多的能夠完成這項任務(wù)的實驗之一，它為研究者們提供了推動負(fù)極表面設(shè)計向前發(fā)展所必需的信息。

該研究于5 月 20 日發(fā)表在《焦耳》(Joule)雜志上的一篇新論文中。