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这种凝胶状材料可以延长电池寿命并防止火灾
橡树岭国家实验室的科学家们开发出了一种新型储能材料，可以使未来的电池更安全、更耐用、更高效。这项创新以一种称为离子凝胶的特殊凝胶状材料为中心，与超薄聚合物层相结合，形成坚韧、柔性的薄膜，控制电荷的移动方式[…]这篇文章首先发表在《Knowridge Science Report》上，这种凝胶状材料可以延长电池寿命并防止火灾。
来源:Knowridge科学报告橡树岭国家实验室的科学家们开发出了一种新型储能材料，可以使未来的电池更安全、更耐用、更高效。
该创新以一种称为离子凝胶的特殊凝胶状材料为中心，与超薄聚合物层相结合，形成坚韧、柔性的薄膜，控制电荷在电池内的移动方式。
这项研究发表在《先进功能材料》上，探讨了如何设计带电聚合物膜来平衡两个关键需求：快速离子运动和强大的机械稳定性。
同时实现这两个目标一直是储能设计领域长期面临的挑战。
现代电池和其他能量存储系统依赖于离子（带电粒子），在充电和放电期间在电极之间来回穿梭。
在许多现有的设计中，这些离子通过液体电解质移动，这种方法很有效，但也存在严重的缺点。液体电解质可能是易燃的，随着时间的推移会降解，并会形成危险的内部结构，从而缩短电池寿命。
为了解决这些问题，ORNL 团队创造了他们所谓的“伪固体聚电解质膜”。这些膜是逐层构建的，将离子凝胶夹在柔性聚合物片之间。离子凝胶是一种独特的材料，其行为类似于固体，但允许离子几乎像在液体中一样轻松地穿过它。
“这种平衡提高了效率和安全性，”该研究的首席研究员 Bishnu Prasad Thapaliya 说。
高能电池（尤其是使用锂金属的电池）的最大问题之一是锂枝晶的生长。这些是在重复充电过程中形成的微小针状结构。随着时间的推移，枝晶会刺穿电池正极和负极之间的薄隔膜，导致短路、火灾或完全故障。
来源：KSR。