提高金属锂电池的循环寿命的方法有哪些？

锂离子在工作发生电解的时候，电解液所含的物质主要是酯类溶剂，它的反应活性比较高，很容易被分解，所以用在锂电池中稳定性较差；但是另外一种物质醚类溶剂，它的稳定性相对较好，同时还能抑制金属锂枝晶的生长。所以我们可以看出锂电池中的酯类溶剂在反应的时候，会产生更多的副作用，使得电池的循环次数大大降低，寿命也会因此也减少。

 

我们知道金属锂的性能非常的活泼，还原性也较强，它在沉积的过程中存在的一种致密度就显得非常重要，这种物质可以很好的减少金属锂与电解液的一些接触面积，同时也能够避开一些副作用的发生，从而促进循环寿命的增长。

 

另外，如果要使得金属锂电池有更强的稳定性，以及循环寿命得到更好的增长，还可以改善电解液内物质的构成比例，稳定性能较强的物质比例可以有所上浮，从而改善电池的密度等性能。     为了运输锂离子，界面不仅要具有高度的电子绝缘性，而且还要具有离子导电性，这是至关重要的。此外，该接口必须超薄，以避免降低电池的能量密度。为了应对这些挑战，该团队与布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Lab）和纽约城市大学（City University of New York）同事合作。沉积了5～ 10nm的氮化硼（BN）纳米膜作为保护层，隔离金属锂与离子导体（固态电解质）之间的电接触，并加入少量聚合物或液体电解质渗入电极／电解质界面。选择BN作为保护层，因为它在化学和机械上与金属锂稳定，提供了高度的电子绝缘。设计氮化硼层具有内在缺陷，锂离子可以通过它，使它成为一个优秀的分离器。

 

显示接触到锂金属的磷酸铝钛锂（LATP）颗粒会立即被还原，锂与固体电解质之间严重的副反应会使电池在几个周期内发生故障。右边显示的是一种人造氮化硼薄膜，它在化学和机械上都能抵抗锂。它通过电子方式将LATP与锂隔离，但当被聚乙烯氧化物（PEO）渗透时，仍能提供稳定的离子通道，从而实现稳定的循环。

    此外，化学气相沉积法制备氮化硼容易形成大尺度（～dm级）、原子薄尺度（～nm级）和连续薄膜。虽然早期研究使用厚度仅为200微米的聚合物保护层，但新研究厚度仅为5～10纳米的BN保护膜在这种保护层极限下仍然很薄，而不会降低电池的能量密度。这是一种完美的材料，可以作为一种屏障，防止金属锂侵入固态电解质。就像防弹背心一样，开发了一种针对不稳定固体电解质的锂金属防弹背心，通过这项创新，实现了长循环寿命的锂金属电池。研究人员目前正在将新方法扩展到不稳定固体电解质的广泛范围，并进一步优化界面，希望制造出高性能、长循环寿命的固态电池。