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美國國家材料科學研究所(NIMS)的研究團隊通過開發機械強度非常高的聚合物凝膠電解質并將其作為保護鋰金屬陽極的層集成到電池中，成功地顯著提高了鋰金屬電池的循環性能。這一成就可能極大地促進將鋰金屬陽極——一種潛在的非常高性能的陽極材料——投入實際應用的努力。
這項研究發表在AdvancedMaterials上。
當今社會正在通過數字技術的廣泛使用、電動汽車的日益普及以及可再生能源的日益廣泛使用而迅速轉型。這些轉變導致對更高性能鋰二次電池的需求穩步上升。鋰金屬陽極具有非常大的理論容量和低工作電位。
但是，它們也存在一個問題：鋰在充放電過程中發生的溶解和沉積過程容易劣化，從而縮短電池的充放電循環壽命并帶來安全隱患。因此，需要能夠穩定配備鋰金屬陽極的二次電池充放電循環的新技術。
該研究團隊開發了由含有高濃度鋰鹽和氫鍵聚合物的有機溶劑電解質形成的機械堅韌且可拉伸的凝膠電解質。該團隊隨后將這種凝膠電解質整合為人造層，以保護鋰金屬陽極。實驗表明，保護層的加入顯著提高了電池的循環穩定性。
在未來的研究中，研究團隊計劃優化凝膠電解質用作保護層，并評估該層與各種類型的電解質和下一代陰極結合時的有效性。該團隊希望這項技術將有助于將配備鋰金屬負極的下一代鋰二次電池投入實際使用。
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