锂离子电池的研究远未结束，因为技术远非完美。即使是最先进的电池也有缺点，这取决于它们的化学成分和包装。拥有更安全、更高容量、更快充电和更长寿命电池的目标仍然是一个梦想，至少目前如此。科学家们正在努力改进现有的电池设计，同时寻找新的化学物质和工艺来突破上述质量的极限。
目前，最有前途的电池设计使用碱金属阳极，锂和钠是首选.在锂离子电池中，离子在充电时从阴极传递到阳极，而在电池发电时则以相反的方向传递。在此过程中，金属会反复沉积和溶解，导致锂负极结构不均匀。这会降低电池容量，在有限数量的充电/放电循环后将变得无法使用。
同样的过程也会导致在电极上形成称为枝晶的针状结构。这会刺穿隔离层，导致短路。在最坏的情况下，电池会过热并着火。在较温和的情况下，它将进一步降低电池容量。
幸运的是，东北大学材料研究所的研究人员已经找到了解决这个问题的方法。他们发现在电解质中添加多价阳离子，如钙离子，可以减少甚至消除枝晶的形成。
“我们的改进结构减缓了电极表面锂离子或钠离子的还原，并实现了稳定的扩散和电场，”该研究的团队负责人李宏义博士说。反过来，稳定的离子保留了电沉积金属的结构。
当然，这个过程比这更复杂。那些想要更深入信息的人可以去 ScienceDirect网站并阅读发表在《细胞报告物理科学》杂志上的科学研究。对于其他人来说，很高兴知道研究人员现在正在努力改进金属阳极的界面设计。这将进一步提高电池的循环寿命和功率密度。