來源：半導體芯科技編譯

鋰金屬有時被吹捧為終極陽極材料，因為它為特定的陰極提供最高的電壓和能量密度。但是，除非采取措施避免它們，否則鋰枝晶會在陽極上積累并誘發短路，從而點燃鋰離子電池的易燃液體電解質。由北京大學的龐全全和麻省理工學院的Donald Sadoway領導的一個國際材料科學家團隊現在已經開發出一種完全避免該問題的電池。它結合了地球上一些最豐富的材料，是一種快速充電的鋁鈣電池，用熔鹽電解質來操作。

盡管鐵是商業上最主要的金屬，但它并不具備制造高效電池的正確電化學特性。鋁，地球上最豐富的金屬，被證明是一個更好的陽極選擇。原則上，任何黃銅元素都可以作為陰極。但研究人員決定使用硫，這是其中最不貴的一種。在電極之間，他們選擇了熔融鹽NaCl-KCl-AlCl3。（圖中從左到右直觀地并列了鋁、硫和鹽晶體這些常見成分。）

由于熔點低于水的沸點，氯鋁酸鹽比其他高溫鹽的揮發性要低。它們也更實用：研究人員的概念驗證實驗表明，這種材料組合產生了高能量密度（根據電化學數據推算為526瓦時/升，與鋰離子電池的能量密度相當），并在特別快的充電速度下經受了數百次循環，在不到一分鐘內達到完全充電。

更重要的是，盡管該團隊選擇氯鋁酸鹽熔融鹽電解質主要是因為其熔點低，但新的實驗表明，鹽中的高濃度氯化鋁在這些充電速度下能抵制樹枝狀物短路的問題。研究人員推測，樹枝狀物的生長受到了微量溶解的硫化物的阻礙，眾所周知，硫化物可以作為一種平整劑。

鑒于所有組件的可用性，研究人員估計鋁-硫電池的成本低至每千瓦時8.99美元。這相當于今天的鋰離子電池成本的12-16%。而且，由于熔鹽電解質在500℃以上是熱穩定的，對熱失控和火災免疫，研究人員認為，這種電池化學可能對電動汽車特別有吸引力。Sadoway已經將這項研究作為Avanti公司的基礎，該公司是他共同創立的衍生公司，已經獲得了該電池技術的專利授權。

新的電池也可能是為單個家庭供電的理想選擇，因為它們可以在必要的幾十千瓦時的存儲容量上實現盈利。今天的鋰離子電池對于這種儲能應用來說仍然過于昂貴。

審核編輯 黃昊宇