隨著便攜電子設(shè)備和電動汽車等領(lǐng)域?qū)?a href="/keywords/lidianchi/" class = "seo-anchor" data-anchorid=120 target="_blank">鋰電池能量密度和安全性能要求不斷提高，開發(fā)新型鋰電池迫在眉睫。鋰金屬電池因其更高的能量密度，有望實(shí)現(xiàn)在下一代儲能器件中的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的有機(jī)液體電解液在高溫下極易揮發(fā)且存在燃燒的重大安全隱患，而且液體電解液和鋰金屬之間易于發(fā)生副反應(yīng)，造成鋰枝晶的生長，降低了電池的庫倫效率，因此很難和鋰金屬搭配使用。

針對上述問題，西安交通大學(xué)化工學(xué)院李明濤副教授、唐偉教授團(tuán)隊(duì)和諾貝爾化學(xué)獎獲得者、美國得州大學(xué)奧斯汀分校約翰班寧斯特古迪納夫（JohnBGoodenough）教授，聯(lián)合報(bào)道了一種分層結(jié)構(gòu)的復(fù)合凝膠電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)有機(jī)液體電解液的升級，解決了和鋰金屬匹配性的問題。該復(fù)合電解質(zhì)由改性納米SiO2和升級的凝膠電解質(zhì)兩部分構(gòu)成，改性的SiO2顆粒和凝膠電解質(zhì)具有更好的親和性，升級后的半固態(tài)凝膠電解質(zhì)防止了電解液揮發(fā)、泄漏帶來的安全問題，極大提高了電解質(zhì)的安全性能，并且SiO2和凝膠電解質(zhì)間的協(xié)同用途使該復(fù)合凝膠電解質(zhì)對鋰金屬化學(xué)穩(wěn)定性良好，能夠抑制鋰枝晶的生長。基于上述復(fù)合凝膠電解質(zhì)策略的鋰金屬固態(tài)電池的循環(huán)性能和庫倫效率都顯著提高。

這項(xiàng)工作展示了一種解決鋰金屬負(fù)極和傳統(tǒng)液體電解質(zhì)之間的界面挑戰(zhàn)的新策略，為液體電解液在鋰金屬固態(tài)電池中的應(yīng)用供應(yīng)了新方向。

該項(xiàng)研究工作近日以將傳統(tǒng)有機(jī)電解質(zhì)升級應(yīng)對下一代鋰金屬電池：一種納米二氧化硅支撐的分級結(jié)構(gòu)凝膠聚合物電解質(zhì)（UpgradingTraditionalOrganicElectrolytestowardFutureLithiumMetalBatteries:AHierarchicalNano-SiO2-SupportedGelPolymerElectrolyte）為題發(fā)表于國際能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《美國化學(xué)會能源快報(bào)》（ACSEnergyLetters，影響因子16.331）。西安交通大學(xué)化學(xué)工程和技術(shù)學(xué)院為本文的第一通訊單位，第一作者為課題組碩士研究生楊浦，李明濤副教授、唐偉教授以及古迪納夫教授為共同通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金，陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助，西安交通大學(xué)分析測試中心也供應(yīng)了大量測試表征支持。