〈鉅亨看世界〉鋰電池將被鉀電池取代？ - 電池

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〈鉅亨看世界〉鋰電池將被鉀電池取代？

2020/03/15 18:30

鉅亨網編譯凌郁涵

鋰電池在儲能領域一直都處在龍頭地位，從手機到太陽能，再到電動車等，都能見到鋰電池
的應用。不過，隨著安全、高效和強大能量儲存的需求不斷增長，科學家也持續在尋找鋰電
池的替代品，如今美國科學家發現了更便宜且地殼含量更豐富的鉀電池。

鉀在地殼中約有 2.09% 的含量，且製造成本與材料的成本都比鋰還低，美國壬色列理工學
院 (RPI) 的研究團隊期望通過使用全鉀金屬陽極，來創造出一種性能與鋰離子電池差不多
的金屬電池，並具備更高的容量，RPI 鉀金屬研究論文的主要作者 Nikhil Koratkar 表示
：「就性能而言，它可以與傳統的鋰離子電池媲美。」

到目前為止，鋰電池仍存在著晶枝生長的問題，隨著電池一次又一次地充電和放電，少量金
屬 (醚鋰或鉀) 開始附著到陽極上，逐漸形成了很少的尖刺樹枝狀的鋰晶枝，最終將長到足
以刺穿將陽極與陰極隔開的絕緣膜，從而使電池短路，縮短電池使用壽命。

儘管鉀電池也存在晶枝生長地問題，RPI 團隊研發出了自我修復的技術，能更讓電池在充電
一整晚後，自動清除掉陽極上面的晶枝，防止過度生長。論文指出，在受控制的環境下，電
池中的溫度提高到恰好的溫度，就能鉀金屬不會熔化，但又能在表面擴散，使樹枝狀的晶枝
均勻消散。

Koratkar 將這種自我修復過程通過暴風雨結束後的雪堆來進行解釋，他表示，這就像是雪
堆在風的吹散和陽光的照耀下，最終會縮小並變得平整。

「採用這種方法，想法是在不使用電池時，可以開啟一個電池管理系統，該系統將提升局部
的熱量，從而讓樹枝狀晶體消弭。」Koratkar 說道。

RPI 團隊也發現，相對於鋰電池，鉀電池需要更少的熱量來完成自我修復過程。Koratkar
表示，這一令人鼓舞的發現意味著，鉀電池可能會更加高效、安全和實用。團隊也認為，這
種低價且長壽的鉀電池很可能在未來投入商業化。

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