據(jù)媒體報(bào)道，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)(PennState)研究人員表示，利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI)，可充電鋰金屬電池可實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，更佳性能以及更好的安全性。

隨著電動(dòng)汽車、智能手機(jī)和無人機(jī)等對(duì)更高能量密度的鋰金屬電池的需求增加，SEI的不穩(wěn)定性成為阻礙鋰金屬電池發(fā)展的關(guān)鍵問題，因?yàn)樵撾姵氐匿囯姌O表面的一層鹽層會(huì)將SEI隔離，并且傳導(dǎo)鋰離子。

作為鋰金屬電池內(nèi)最不為人所知的部分，SEI的降解促進(jìn)了樹突的形成。樹突是一種針狀結(jié)構(gòu)，從電池的鋰電極中生長出來，會(huì)對(duì)電池的性能和安全性產(chǎn)生負(fù)面影響。

機(jī)械與化學(xué)工程教授Wang表示：“這就是為什么鋰金屬電池壽命不長的原因，界面膜一生長，電池就會(huì)不穩(wěn)定。在該項(xiàng)目中，我們使用了聚合物復(fù)合材料來打造更好的SEI。”該項(xiàng)目由化學(xué)博士生YueGao領(lǐng)導(dǎo)，研發(fā)的增強(qiáng)型SEI是一個(gè)反應(yīng)性聚合物復(fù)合材料，由聚合物鋰鹽、氟化鋰納米顆粒以及氧化石墨烯片組成，新型電池組件的結(jié)構(gòu)就包含一層薄薄的此類材料。

研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合，以無源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會(huì)與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng)，而納米片在復(fù)合材料中起到機(jī)械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹突。

通過化學(xué)和工程設(shè)計(jì)以及合作，該技術(shù)能夠在原子水平上控制鋰表面。此外，該反應(yīng)性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本，進(jìn)一步促進(jìn)鋰金屬電池未來發(fā)展。