一个研究小组开发出了一种使用三层固体聚合物电解质的锂金属电池，这种电池大大提高了消防安全性，并延长了使用寿命。这项研究有多种应用前景，包括电动汽车和大型储能系统。这项研究发表在Small杂志上。
传统的固态聚合物电解质电池由于结构上的限制，无法实现最佳的电极接触，因此性能很差。 这也无法消除枝晶的问题，在反复充电和放电循环过程中，锂会以树状结构生长。 树枝状结构是一个关键问题，因为锂的不规则生长会破坏电池的连接，有可能引起火灾和爆炸。 因此，研究团队开发了一种三层结构的电解液来解决这些问题。 每一层都有不同的功能，大大提高了电池的安全性和效率。 这种电解液加入了十溴二苯基乙烷（DBDPE）以防止起火，加入了沸石以增强电解液的强度，加入了高浓度的锂盐--双（三氟甲磺酰）亚胺锂（LiTFSI）以促进锂离子的快速移动。
三层固体电解质的特点是中间层坚固，可增强电池的机械强度，而柔软的外表面则可确保电极接触良好，便于锂离子移动。 实验结果表明，研究团队开发的电池在经过 1000 次充放电循环后，仍能保持约 87.9% 的性能，与通常只能保持 70-80% 性能的传统电池相比，耐用性有了显著提高。 它还能在火灾中自熄灭，从而大大降低了火灾风险。 这种电池有望适用于从智能手机和可穿戴设备等小型设备到电动汽车和大型储能系统等各个领域。 金博士表示："这项研究有望为使用[固体聚合物]电解质的锂金属电池的商业化做出重大贡献，同时为储能设备提供更高的稳定性和效率"。
原文链接：: Heesoo Lim et al, Triple‐Layered Noncombustible PEO‐Based Solid Electrolyte for Highly Safe Lithium‐Metal Batteries, Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202406200
