此類電池的主要問題是，盡管可充電鋰金屬陽極在讓新款鋰電池的表現(xiàn)更好方面扮演著一個關(guān)鍵角色，但是在充放電過程中，此類陽極極易生長枝晶，此種微結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致電池短路、起火，甚至爆炸。

　　據(jù)外媒報道，當(dāng)?shù)貢r間11月4日，美國哥倫比亞大學(xué)工程學(xué)院（Columbia Engineering）報告表示，他們發(fā)現(xiàn)鉀離子等堿金屬添加劑能夠防止此類鋰枝晶在電池內(nèi)擴(kuò)散。研究人員結(jié)合使用顯微鏡、核磁共振（類似于MRI）和計算模型發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)鋰電池電解質(zhì)中添加少量鉀鹽會在鋰/電解質(zhì)界面上產(chǎn)生獨特的化學(xué)反應(yīng)。

　　該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，堿金屬添加劑抑制了此種非導(dǎo)電化合物（枝晶）在鋰金屬表面生長，這與傳統(tǒng)的電解質(zhì)操控方法不同，后者關(guān)注于在金屬表面沉積的導(dǎo)電聚合物。該項研究首次采用了核磁共振對金屬鋰表面進(jìn)行深入表征，并證明了此種技術(shù)在設(shè)計新型鋰金屬電池電解質(zhì)方面的能力。此外，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)械工程系Viswanathan小組也與哥倫比亞大學(xué)合作，利用密度泛函理論計算結(jié)果補(bǔ)充了哥倫比亞大學(xué)的研究成果。

　　研究人員表示：“商用電解質(zhì)是由精心挑選的分子組成的混合物，采用核磁共振和計算機(jī)模擬技術(shù)，我們能夠最終了解此類獨特的電解質(zhì)配方如何在分子水平上提高了鋰金屬電池的性能，這一發(fā)現(xiàn)最終也為研究人員提供了工具，讓他們能夠優(yōu)化電解質(zhì)設(shè)計、實現(xiàn)穩(wěn)定的鋰金屬電池。”

　　目前，該團(tuán)隊正在測試能夠阻止鋰金屬表面形成有害沉積物的堿金屬添加劑，同時測試能夠促進(jìn)鋰金屬表面導(dǎo)電層生長的更加傳統(tǒng)的添加劑。此外，研究人員還在積極采用核磁共振技術(shù)以直接測量鋰離子透過該表層的傳輸速率。