随着新能源汽车、移动设备等领域的快速发展，高性能电池的需求日益旺盛，锂金属作为新一代阳极材料，因具有高能量密度、轻量化等优点，备受关注。然而，锂金属电池所存在的寿命短、易起火或爆炸等问题，限制了其广泛的商业应用。
而在近日，韩国科学技术院与亚洲大学合作，成功研发出一种新型锂金属阳极保护层，其采用环保型中空纳米纤维制造，可有效解决锂金属电池的寿命和安全性问题。
中空纳米纤维保护层示意图
传统保护层技术是在锂金属上施加表面涂层以与电解质形成人工界面，这需要依赖于有毒的工艺和昂贵的材料，但对锂金属阳极寿命的改善也十分有限。而该研究团队提出的中空纳米纤维保护层，以植物提取的瓜尔胶为主要材料，利用水作为唯一溶剂，通过环保的静电纺丝工艺制备而成。
据悉，这种新型保护层具有物理和化学双重保护功能，能有效控制锂离子的增长，抑制锂枝晶的形成。实验结果显示，采用该保护层的锂金属阳极寿命比传统锂金属阳极提高了约750%，经过300次充放电循环后，电池容量仍能保持93.3%，达到世界一流水平。
电池性能数据
值得一提的是，这种天然保护层在土壤中约一个月内即可完全分解，具有良好的环保特性。研究人员表示：“随着电池需求激增，电池生产和处置造成的环境负担成为了一个紧迫的问题，这种具有可生物降解特性的水基制造方法，将为下一代环保电池的商业化做出重大贡献。”
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