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美国国家材料科学研究所(NIMS)的研究团队通过开发机械强度非常高的聚合物凝胶电解质并将其作为保护锂金属阳极的层集成到电池中，成功地显着提高了锂金属电池的循环性能。这一成就可能极大地促进将锂金属阳极——一种潜在的非常高性能的阳极材料——投入实际应用的努力。
这项研究发表在AdvancedMaterials上。
当今社会正在通过数字技术的广泛使用、电动汽车的日益普及以及可再生能源的日益广泛使用而迅速转型。这些转变导致对更高性能锂二次电池的需求稳步上升。锂金属阳极具有非常大的理论容量和低工作电位。
但是，它们也存在一个问题：锂在充放电过程中发生的溶解和沉积过程容易劣化，从而缩短电池的充放电循环寿命并带来安全隐患。因此，需要能够稳定配备锂金属阳极的二次电池充放电循环的新技术。
该研究团队开发了由含有高浓度锂盐和氢键聚合物的有机溶剂电解质形成的机械坚韧且可拉伸的凝胶电解质。该团队随后将这种凝胶电解质整合为人造层，以保护锂金属阳极。实验表明，保护层的加入显着提高了电池的循环稳定性。
在未来的研究中，研究团队计划优化凝胶电解质用作保护层，并评估该层与各种类型的电解质和下一代阴极结合时的有效性。该团队希望这项技术将有助于将配备锂金属负极的下一代锂二次电池投入实际使用。
