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糖或許是人類健康殺手，但它如今也被科學(xué)家用來(lái)當(dāng)作防止鋰金屬電池陽(yáng)極枝晶生成的基底材料，為下一代高能量密度候選代表鋰金屬電池的主要障礙提出了解決方法。

科學(xué)家已經(jīng)注意到，鋰電池中的枝晶(dendrites)與出現(xiàn)在金屬中的晶須相似。枝晶是由于電池電極表面鋰沉積不均勻而形成，會(huì)造成電池容量損失、充放電效率降低、短路等問(wèn)題;晶須(whisker)則是出現(xiàn)在電子元件中的一種現(xiàn)象，20 世紀(jì)初真空管時(shí)期，科學(xué)家用純錫或接近純錫的合金作為焊料，而在有焊料的焊點(diǎn)上會(huì)長(zhǎng)出晶須造成短點(diǎn)。

重要的是，研究合著者/萊斯大學(xué)材料科學(xué)與納米工程助理教授 Ming Tang 說(shuō)，科學(xué)家知道晶須在有壓應(yīng)力(compressive stress)的情形下出現(xiàn)，卻對(duì)電池循環(huán)過(guò)程中鋰金屬鍍層也會(huì)引起壓應(yīng)力的機(jī)制不甚理解，而壓應(yīng)力與鋰電池陽(yáng)極的樹(shù)突形成脫不了關(guān)系。雖然晶須像直線，枝晶更蜿蜒些，但兩者形成機(jī)制是相似的。

基于這種理解，研究人員首先模擬在平面電鍍軟金屬期間產(chǎn)生的壓應(yīng)力，以顯示鋰枝晶如何生長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)表明，將鋰金屬涂覆在平坦基底上會(huì)使鋰無(wú)處可去，于是它改以枝晶形式出現(xiàn)。

與錫相比，鋰的熔點(diǎn)更低(180.5 °C)，也就是說(shuō)鋰原子在室溫下更具流動(dòng)性，如果有壓力，原子更樂(lè)意移動(dòng)，這就是為什么我們可以在數(shù)小時(shí)甚至幾分鐘內(nèi)就看到樹(shù)突形成的原因。

為了解決這項(xiàng)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)找出一種能幫助抑制鋰枝晶生成的技術(shù)，糖就在這里發(fā)揮角色功能。研究人員將糖塊與一種液態(tài)硅膠聚二甲基矽氧烷(PDMS)一起注入基底，然后將糖溶解，留下只剩軟硅膠的三維多孔結(jié)構(gòu)，就像一塊可能會(huì)塌陷變形的海綿，接著覆蓋一層薄銅層以傳導(dǎo)電子，后用鋰金屬填充空洞。

原標(biāo)題:科學(xué)家以糖為陽(yáng)極基底，發(fā)現(xiàn)可減少鋰電池枝晶形成