傳統(tǒng)的固體聚合物電解質(zhì)電池由于結(jié)構(gòu)限制而性能不佳，阻礙了最佳電極接觸。這也無(wú)法消除枝晶問題，即在反復(fù)充電和放電循環(huán)中，鋰會(huì)以樹狀結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)。枝晶是一個(gè)關(guān)鍵問題，因?yàn)椴灰?guī)則的鋰生長(zhǎng)會(huì)破壞電池連接，可能導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸。

因此，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種三層結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)來解決這些問題。每層都有不同的功能，大大提高了電池的安全性和效率。這種電解質(zhì)包含十溴二苯乙烷 (DBDPE) 以防止起火，沸石以提高電解質(zhì)的強(qiáng)度，以及高濃度的鋰鹽，鋰雙(三氟甲烷磺?；?酰亞胺 (LiTFSI)，以促進(jìn)鋰離子的快速移動(dòng)。

三層固體電解質(zhì)具有堅(jiān)固的中間層，可提高電池的機(jī)械強(qiáng)度，而其柔軟的外表面可確保出色的電極接觸，從而促進(jìn)鋰離子的輕松移動(dòng)。這使鋰離子移動(dòng)得更快，提高了能量傳輸速率并有效防止枝晶形成。

實(shí)驗(yàn)顯示，研究團(tuán)隊(duì)研制的電池經(jīng)過1000次充放電循環(huán)后，性能保留率約為87.9%，與傳統(tǒng)電池性能保留率一般為70%~80%相比，耐用性有明顯提升。

它還可以在火災(zāi)中自熄，從而大大降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。這種電池預(yù)計(jì)將應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，從智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等小型設(shè)備到電動(dòng)汽車和大型儲(chǔ)能系統(tǒng)。

Kim 博士表示：“這項(xiàng)研究預(yù)計(jì)將對(duì)使用[固體聚合物]電解質(zhì)的鋰金屬電池的商業(yè)化做出重大貢獻(xiàn)，同時(shí)為儲(chǔ)能設(shè)備提供增強(qiáng)的穩(wěn)定性和效率。”