碱金属电池电池元件研究进展

毫无疑问，先进的电池技术在可持续能源发展中发挥着至关重要的作用。事实上，对电动交通日益增长的需求已经将锂离子电池的商业用途扩展到便携式电子设备之外。然而，石墨阳极的锂离子电池几乎已经达到了理论容量的上限，无法维持远程电动汽车所需的实际能量密度。基于碱金属(如Li, Na和K)的阳极被认为是处理低阳极容量问题的有前途的候选人。因此，碱金属作为高压金属电池、金属硫电池、金属空气电池等新一代电池的负极材料，发挥着不可或缺的作用。

碱金属作为负极材料的前景广阔，但其在下一代电池中的应用仍面临诸多挑战。特别是枝晶的不稳定形成，在某些情况下，碱金属与电解质之间的不可逆反应不仅降低了电化学性能，而且使电池无法继续使用。另一个挑战是在充放电过程中使用过量的碱金属来补偿其体积波动的成本。因此，用于大规模使用的下一代电池的市场价值仍然不起眼。通过对电池的每个组件进行先进的工程设计和材料设计，已经开发了许多方法来解决这些问题，包括:阳极/阴极保护，液体/固体电解质改性，界面/分离器工程，以及3D主机设计。这些方法已被证明可以抑制枝晶生长，防止电池中活性物质的腐蚀，从而使其价值最大化。然而，人们不能忽视实验室和商业设置之间工作参数的差异。因此，需要更多的努力，不仅要解决内在问题，还要解决下一代电池的商业挑战。

通过启动这个研究课题，我们希望鼓励研究人员继续探索为下一代电池开发先进电池组件的新方法。任何类型的文章(原始研究，观点，评论文章，迷你评论)都是欢迎的。研究领域包括但不限于以下内容:

•高能电池的先进组件和创新设计策略
•基于碱阳极(如金属-硫和金属-空气)的可充电电池
•高压电池(即NMC811阴极金属电池)
•3D建筑电极
•修改隔板和接口
•液体电解质改性诱导的坚固SEI层
•使用固体电解质的全固态电池

本研究课题由课题协调员，韩国科学技术研究所(KIST)的Eunho Cha博士开发。主要研究方向为碳纳米材料、储能材料、锂基电池、二维材料等。

关键字:固体电解质，无金属阳极，电池隔膜，电解质改性，碱金属阳极

重要提示:所有对本研究主题的贡献必须在其所提交的章节和期刊的范围内，如其使命声明中所定义的那样。雷竞技rebat在同行评审的任何阶段，Frontiers保留将超出范围的稿件引导到更合适的章节或期刊的权利。