增強型SEI：鋰金屬電池可實現(xiàn)更高能量密度/更佳性能/更好安全性

據(jù)外媒報道，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)（Penn State）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。

隨著電動汽車、智能手機和無人機等對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，因為該電池的鋰電極表面的一層鹽層會將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，會對電池的性能和安全性產(chǎn)生負面影響。

機械與化學(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，電池就會不穩(wěn)定。在該項目中，我們使用了聚合物復(fù)合材料來打造更好的SEI?！痹擁椖坑苫瘜W(xué)博士生Yue Gao領(lǐng)導(dǎo)，研發(fā)的增強型SEI是一個反應(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，進一步促進鋰金屬電池未來發(fā)展。