手机、笔记本、电动汽车与储能系统之所以能稳定运行，锂离子电池功不可没，不过它并非完美无缺，其安全性与储电容量都还有许多进步空间。而现在美国科学家研究有新斩获，成功用“声波”解决电池不稳定的问题，且这种方法还能应用在电池容量更高的锂阳极电池，同时跨越安全与容量挑战。
锂电池的阴极（正极）是由锂和钴、镍、锰等过度金属组成，阳极（负极）材料则是石墨、铜制成，锂离子会在两极间与电解质之中来回移动，而通常阳极材料影响电池容量，过去研究中，有不少科学家为了提高电池容量寄望于锂，认为此锂材料可以将储电容量拉高2倍，能量密度也能显著提升。
只不过锂阳极除了提高电池容量，风险也伴随而来。锂金属活性强，活性甚至比钠、镁等金属都还要高，在充放电过程中会容易沉积锂离子，最终电极表面会因为沉积不均匀形成树枝状锂晶枝，这些晶枝容易刺穿绝缘层，最终导致故障电池起火。
因此过去有不少团队认为，若要采用锂材料，得先在锂周围裹一层防护罩，不过这次美国圣地亚哥加利福尼亚大学（UCSD）决定带来全新的法子：用声波抑制不利因素。
该团队用现成的模块打造出微型超音波设备，并放入锂阳极电池中。研究指出，超音波设备可以通过电解质发送1亿赫兹到100亿赫兹的高频率声波，用超音波震荡产生循环电流（circulating current）、让液态电解质可保持流动，避免电极表面因锂离子沉积不均匀而形成锂晶枝。
超音波没有辐射线、工具设备也小，因此应用范围相当广泛，除了常见的产前检查、筛检等医疗方面等，人们也用超音波过滤手机的无限蜂巢信号，以及进行语音识别与过滤等，现在甚至还有超音波指纹识别，而论文通信作者兼UCSD电机与航天工程教授James Friend表示，随着技术日新月异，团队也可以用超音波技术来提高电池性能。
团队研究指出，搭载超音波设备的锂阳极电池稳定性佳，充放电250循环后仍可稳定运行，电量0到100%甚至只需10分钟，且团队指出，这项研究不仅能用在锂离子电池，也适用于任何电化学电池，不用考虑到化学成分。目前研究则已发布在《Advanced Materials》。
各方积极投入锂阳极研究
过去有不少团队都想研制出锂阳极电池，视锂金属为电池阳极的“梦幻材料”，像是美国华盛顿州立大学（WSU）、麻省理工学院（MIT）与澳洲迪肯大学（Deakin University）不久前都有推出最新研究。
其中华盛顿州立大学用锂、以及常见于头皮屑洗发精的二流化硒（selenium disulfide）多孔碳结构制作阳极，并在电解质中添加两种添加剂，发现在添加剂与电极作用下，会在锂阳极表面形成保护层，不仅具有导电、耐用与稳定等优点，还可以避免生成锂晶枝。
该研究测试指出，每一次充放电循环容量仅降0.08%，500次后也不影响电池效率，库伦效率也大大提高到98.9%以上。
麻省理工学院团队也研发新型锂阳极结构，让固态电池在100次循环后也不会膨胀破裂；澳洲迪肯大学则是瞄准固态电解质，推出不同且适用于锂阳极的电解质方案，用现有的商用聚合物材料PDADMA FSI以及锂盐LiFSI，将液态电解质取而代之，提高稳定性。
（首图来源：UCSD）