固態鋰電池是一種很有前途的儲能解決方案，它利用的是固體電解質，而不是傳統鋰離子電池（LiB）中的液體或凝膠電解質。與全球使用的LiB和其他電池相比，這些電池的能量密度可以達到500 Wh/kg−1和1,000 Wh/l−1 以上，這可能有利于為電動汽車和其他電子設備提供更長時間的供電。

圖片來源：期刊《Nature Energy》

盡管現有的固態鋰電池可能具有優勢，但它們也存在明顯的局限性，阻礙了大規模部署。其中包括電池充電和放電時可能發生的活性鋰損失，這會降低電池的效率和整體性能。

這種鋰損失是由鋰鍍層不均勻造成的。因此，設計有效的策略和薄鋰金屬箔來限制固態電池中鋰的損失是能源研究界的一個關鍵目標。

據外媒報道，牛津大學（University of Oxford）、法拉第研究所（Faraday Institution）、日產汽車（Nissan Motor）和其他研究機構的研究人員最近進行了一項研究，探索制造固態電池薄鋰金屬陽極的不同技術和工藝。相關論文發表在期刊《Nature Energy》，總結了詳細的技術和經濟分析結果，表明熱蒸發可能是可擴展制造這些薄膜的有前途的策略。

Matthew Burton、Sudarshan Narayanan及其同事在論文中寫道：“固態鋰金屬電池有望突破鋰離子電池的理論限制，使重量和體積能量密度分別達到500 Wh kg-1和1,000 Wh l-1。雖然零鋰過剩配置特別有吸引力，但充電時鋰沉積不均勻會導致活性鋰損失，從而導致庫侖效率下降。”

目前解決固態電池中觀察到的活性鋰損失的方法依賴于使用過量的鋰。然而，過量的鋰會對電池的能量密度產生不利影響，因此可靠地制造厚度有限的鋰箔至關重要。

Burton、Narayanan及其同事進行了各種分析和計算，旨在研究不同制造方法和技術在大規模制造這些薄鋰膜方面的潛力。該分析表明，熱蒸發可能是一種特別有前途且經濟有效的方法，以制造這些關鍵固態電池組件。

“我們討論了各種技術實現薄鋰膜的可行性，這些技術可以擴大到超級工廠生產所需的規模，”Burton、Narayanan及其同事寫道。“我們認為熱蒸發是一種潛在的經濟有效的應對這些挑戰的方法，并對使用該工藝制造薄而致密的鋰金屬箔的預計成本進行了技術經濟評估。最后，我們估算了使用熱蒸發鋰箔制造的固態電池組的成本。”

Burton、Narayanan及其同事的論文可能會啟發未來開發可擴展固態鋰電池的努力，例如鼓勵更多研究人員利用熱蒸發技術制造鋰金屬陽極。最終，這將有助于提高這些有前途的電池解決方案的性能和可靠性，進而有助于它們的商業化和廣泛采用。