固态锂电池是一种很有前途的储能解决方案，它利用的是固体电解质，而不是传统锂离子电池（LiB）中的液体或凝胶电解质。与全球使用的LiB和其他电池相比，这些电池的能量密度可以达到500 Wh/kg−1和1,000 Wh/l−1 以上，这可能有利于为电动汽车和其他电子设备提供更长时间的供电。
图片来源：期刊《Nature Energy》
尽管现有的固态锂电池可能具有优势，但它们也存在明显的局限性，阻碍了大规模部署。其中包括电池充电和放电时可能发生的活性锂损失，这会降低电池的效率和整体性能。
这种锂损失是由锂镀层不均匀造成的。因此，设计有效的策略和薄锂金属箔来限制固态电池中锂的损失是能源研究界的一个关键目标。
据外媒报道，牛津大学（University of Oxford）、法拉第研究所（Faraday Institution）、日产汽车（Nissan Motor）和其他研究机构的研究人员最近进行了一项研究，探索制造固态电池薄锂金属阳极的不同技术和工艺。相关论文发表在期刊《Nature Energy》，总结了详细的技术和经济分析结果，表明热蒸发可能是可扩展制造这些薄膜的有前途的策略。
Matthew Burton、Sudarshan Narayanan及其同事在论文中写道：“固态锂金属电池有望突破锂离子电池的理论限制，使重量和体积能量密度分别达到500 Wh kg-1和1,000 Wh l-1。虽然零锂过剩配置特别有吸引力，但充电时锂沉积不均匀会导致活性锂损失，从而导致库仑效率下降。”
目前解决固态电池中观察到的活性锂损失的方法依赖于使用过量的锂。然而，过量的锂会对电池的能量密度产生不利影响，因此可靠地制造厚度有限的锂箔至关重要。
Burton、Narayanan及其同事进行了各种分析和计算，旨在研究不同制造方法和技术在大规模制造这些薄锂膜方面的潜力。该分析表明，热蒸发可能是一种特别有前途且经济有效的方法，以制造这些关键固态电池组件。
“我们讨论了各种技术实现薄锂膜的可行性，这些技术可以扩大到超级工厂生产所需的规模，”Burton、Narayanan及其同事写道。“我们认为热蒸发是一种潜在的经济有效的应对这些挑战的方法，并对使用该工艺制造薄而致密的锂金属箔的预计成本进行了技术经济评估。最后，我们估算了使用热蒸发锂箔制造的固态电池组的成本。”
Burton、Narayanan及其同事的论文可能会启发未来开发可扩展固态锂电池的努力，例如鼓励更多研究人员利用热蒸发技术制造锂金属阳极。最终，这将有助于提高这些有前途的电池解决方案的性能和可靠性，进而有助于它们的商业化和广泛采用。