鋰離子電池已經(jīng)徹底改變了移動電子設備

鋰離子電池已經(jīng)徹底改變了移動電子設備，并被用于新能源設備，但進一步改善生活和電力將要新的技能。一種選擇是鋰金屬電池，這種電池壽命更長，充電速度更快，但這種技術存在問題。鋰沉積被稱為枝晶，它傾向于在陽極上生長，可能形成短路，導致電池故障、火災或爆炸。

現(xiàn)在，我國科學院化學研究所、我國科學院大學和我國高壓科學技術研究中心的研究人員設計了一種基于碳同素異形物的膜分離器。它被稱為graphdiyne，作為鋰離子的過濾器，防止了枝晶的生長[Shangetal.，Material.10(2018)191-199]。

鋰金屬電池在概念上與鋰離子電池相似，但依賴于鋰金屬陽極。在放電過程中，鋰金屬陽極通過外部電路向陰極供應電子。然而充電時，鋰沉積在陽極上。正是在這個過程中，可以形成不要的樹突。

這就是隔膜的用途。一種由超薄(10nm)石墨二乙炔(一種由琥珀酸鏈連接的二維六邊形碳原子單層)制成的膜分離器具有重要的實用價值。石墨二乙炔不僅具有彈性和韌性，而且其化學結構也形成了均勻的孔隙網(wǎng)絡，只允許一個鋰離子通過。這調節(jié)了離子通過膜的運動，使離子的擴散高度均勻。重要的是，電池的這一特性有效地抑制了鋰枝晶的生長。

領導這項研究的我國科學院化學研究所的李玉亮解釋說:鋰枝晶可以穩(wěn)定固體電解質界面，進而延長設備的壽命和庫侖功率。它可以防止樹突狀短路，然后旅行到電池安全。

研究人員認為石墨烯-二乙炔薄膜可以克服鋰和其他堿金屬電池所面對的一些棘手問題。

石墨二乙炔是一種具有超共軛結構、固有帶隙、天然大孔結構和半導體功能的吸氣材料，這為解決該領域的嚴重科學問題供應了巨大的前景，李說。

二維數(shù)據(jù)在一般實驗室條件下也很簡單，容易出現(xiàn)。

研究人員在接受記者采訪時表示:雖然還要更多的努力來大規(guī)模提高石墨二乙炔薄膜的質量，但我們認為石墨二乙炔可能會給鋰離子電池的安全帶來嚴重的破壞。