科(kē)技(jì)日(rì)報(bào)8月(yuè)4日(rì)訊：記者4日(rì)從(cóng)中國(guó)科(kē)學院近(jìn)代物(wù)理(lǐ)研究所獲悉，該所科(kē)研人(rén)員(yuán)與先進能(néng)源科✔(kē)學與技(jì)術(shù)廣東(dōng)省實驗室相(xiàng)關團隊展開(kāi)合作(zuò)，利用(yòng)離(lí)子(zǐ)徑®迹技(jì)術(shù)，研制(zhì)出一(yī)種面向無枝晶锂金(jīn)屬陽極的(de)離(lí)子(zǐ)管理(lǐ)膜。相(xiàng)關成果近(jìn)日(rì)發表在《先進能(n™éng)源材料》上(shàng)。

離(lí)子(zǐ)管理(lǐ)膜和(hé)傳統多(duō)孔隔膜的(de)離(lí)子(zǐ)傳輸特性和(hé)陽極表面锂沉積行(xíng)為(wèi)示意圖。桂✔小(xiǎo)钰供圖

在衆多(duō)锂電(diàn)池陽極材料中，锂金(jīn)屬陽極因其具有(yǒu)最高(gāo)的(de)理(lǐ)論比容量和(hé)低(dī)電(diàn)∑化(huà)學電(diàn)位而受到(dào)持續關注。然而，在長(cháng)期循環過程中，锂金(j≈īn)屬陽極锂枝晶生(shēng)長(cháng)以及體(tǐ)積膨脹，會(huì)造成電(diàn)池性能(néng)下(xià)降并帶來(<lái)嚴重的(de)安全問(wèn)題，阻礙了(le)其進一(yī)步商業(yè)化(huà)應用(yòng)。

近(jìn)年(nián)來(lái)，科(kē)研人(rén)員(yuán)一(yī)直緻力于解決锂枝晶生(shēng)長(cháng)問(wèn)題。研究發現(xiàn)，均勻的(de)≥锂離(lí)子(zǐ)分(fēn)布，可(kě)實現(xiàn)锂金(jīn)屬陽極表面锂均勻沉積并♦抑制(zhì)锂枝晶生(shēng)長(cháng)。作(zuò)為(wèi)不(bù)可(kě)或缺的(de)锂電(diàn)池組件(jiàn)，隔膜不(bù)僅具有(yǒu)隔離(lí)電₹(diàn)池正負極的(de)功能(néng)，還(hái)可(kě)有(yǒu)效調控锂離(lí)子(zǐ)分(fēn)布和(hé)傳輸特性。因此，≈尋找兼具锂離(lí)子(zǐ)“分(fēn)配”“篩分(fēn)”和(hé)“加速”功能(néng)的(de)多(duō♦)功能(néng)隔膜，對(duì)于開(kāi)發高(gāo)性能(néng)锂金(jīn)屬電(diàn)池具有(yǒu)重要(yào)意義。

科(kē)研人(rén)員(yuán)基于蘭州重離(lí)子(zǐ)研究裝置，利用(yòng)離(lí)子(zǐ)徑迹技(jì)術(shù)和(hλé)表面化(huà)學修飾工(gōng)藝，研制(zhì)出一(yī)種可(kě)有(yǒu)效“管理(lǐ)”離(lí)¶子(zǐ)分(fēn)布和(hé)傳輸特性的(de)電(diàn)池隔膜——離(lí)子(zǐ♦)管理(lǐ)膜。該離(lí)子(zǐ)管理(lǐ)膜具有(yǒu)垂直排列、直徑均一(yī)、荷負電(diàn)性的(de)納米通(tōng)道(dào)，可(kě)作(zλuò)為(wèi)離(lí)子(zǐ)分(fēn)配器(qì)和(hé)锂離(lí)子(zǐ)導向器(qì)，減小(xiǎo)锂離(lí)子≤(zǐ)濃度波動并實現(xiàn)锂離(lí)子(zǐ)選擇性傳輸。獨特的(de)結構和(hé)化(huà)學特性，使該離(lí±)子(zǐ)管理(lǐ)膜具有(yǒu)較高(gāo)的(de)離(lí)子(zǐ)電(diàn)導率和©(hé)優異的(de)锂離(lí)子(zǐ)轉移數(shù)，同時(shí)能(néng)将锂金(jīn)屬陽極表面锂離(l₹í)子(zǐ)濃度波動降至最低(dī)。

科(kē)研人(rén)員(yuán)發現(xiàn)，該離(lí)子(zǐ)管理(lǐ)膜可(kě)提升電(diàn)池的(de)使用(yòng)效率、延長(cháng)使用( yòng)壽命，這(zhè)為(wèi)多(duō)功能(néng)電(diàn)池隔膜的(de)設計(jì)和(hé)研制(zhì)以及解決高(gāo)性能(néng)锂金(jīn)屬電♣(diàn)池的(de)安全性問(wèn)題提供了(le)新的(de)思路(lù)。