電動汽車在充電方面已經(jīng)取得了很大的進步，但人們仍在尋求電池技術的下一個大飛躍——一個具有更大的續(xù)航里程或更低的成本來達到當前的續(xù)航里程的高能量密度電池。目前的鋰離子電池技術仍有成長的空間，但是數(shù)十年來仍無法拋棄其石墨陽極以縮小電池體積。

鋰金屬電池的工作原理是將固態(tài)鋰作為陽極，從而不再需要石墨框架將鋰原子直接塞入電池中。不過鋰電池在充電過程中不會形成有序表面，因此電池容量急劇下降，有的時候在20個充電周期內電池容量甚至會下降至80％。活躍的鋰還可能會形成危險的分支針狀結構，這些結構會刺穿陽極和陰極之間的隔膜使電池短路。

去年，與特斯拉合作的達爾豪斯大學(DalhousieUniversity)實驗室小組開發(fā)了一種性能更好的鋰金屬電池。當電池充電時，鋰原子會電鍍到銅電極上，然后隨著電荷的耗盡，再回到傳統(tǒng)的鋰鎳錳鈷鈷陰極中。通過一種新的電解質，該電池可持續(xù)使用約90個周期以控制嚴重的短路問題。

在一項新研究中，該團隊做出了一些調整，使鋰金屬電池最多可以循環(huán)200次周期，鋰金屬電池可以增加EV行駛距離，不過電池壽命還有待提高。

如果該電池的使用壽命達標的話，將是一個重大進步，它每單位體積的能量比現(xiàn)在使用的鋰離子電池多60%。研究人員表示，這一重大突破將使電動汽車的續(xù)航里程從400公里提升至680公里。這種穩(wěn)定性的提高歸功于一種由鋰硼氟鹽組成的電解質。為了了解電池內部發(fā)生的情況，研究小組分析了電解質隨時間的變化，并跟蹤了在電池陽極上形成的固態(tài)鋰的行為變化。

事實證明，電解質中的鹽會隨著電池在充電過程中被消耗掉。電池陰極側的反應會將其中一種鹽轉化為另一種鹽，但陽極側的反應則消耗了這兩種鹽，且不會再生。因此，隨著電池經(jīng)歷越多次的充電，可用于工作的電解質也將會越少。

研究小組想出的一種解決方案是增加電解質的體積，以便鹽消耗的時間更長。不過這會降低電池的能量密度，因此研究小組決定嘗試提高溶解在電解質中的鹽的濃度。

隨著鹽濃度的提高，電池能夠維持更多充電周期的容量，也就是說至少要充電150次以上，電池的容量才會下降至80%。

這些測試表明，人們已經(jīng)在充電電池方面取得了長足的進步，但是充電電池仍有很長的路要走，才能滿足目前對電池壽命的需求，鋰離子電池可以充電1000次以上才會下降至80％。

研究人員表示：“要使鋰金屬電池在電動汽車或城市電動飛機上運行，還需要繼續(xù)延長其使用壽命。如果能夠在壽命上繼續(xù)取得更大的進步，那么帶有液態(tài)電解質的無陽極鋰金屬電池將成為最直接最有效的降低電動汽車成本的途徑。”

大家期待續(xù)航更長、充電更快的電動車嗎？