將納米線添入固態(tài)電解質(zhì)

從手機、3C產(chǎn)品到電動車或是大型儲能電廠，鋰離子電池可說是無處不在，為當今儲能技術(shù)主流，但安全性質(zhì)一直為人詬病，因此不少科學(xué)家試圖找出各式解決辦法。根據(jù)美國化學(xué)學(xué)會期刊《NanoLetters》，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)納米線（nanowires）不僅可降低鋰離子電池的易燃性，也可以增強電池性能。

離子透過電解質(zhì)在電極兩端移動，而傳統(tǒng)的電池電解質(zhì)是由鹽與有機溶劑制成，為最成熟、使用最廣泛的技術(shù)之一，但容易蒸發(fā)并可能引起火災(zāi)，因此研究人員已將目光轉(zhuǎn)向固態(tài)電解質(zhì)，并提出不少潛力選項。

其中聚合物電解質(zhì)（Polymerelectrolytes）為潛在生力軍，具有穩(wěn)定、便宜與可撓等優(yōu)點，不過其同時存有較差的導(dǎo)電性與機械性質(zhì)，還無法達成商業(yè)化。因此為提升該電解質(zhì)競爭力，科學(xué)家想要借由增加化合物排列來增強電解質(zhì)。

浙江工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)家陶新永及其團隊便制造出硼酸鎂（Mg2B2O5）納米線，由于該材料具良好機械性能和導(dǎo)電性，還是一種無污染、低毒性的阻燃劑，可提升防火碳層的穩(wěn)定性，于是團隊想將硼酸鎂納米線置于固態(tài)聚合物電解質(zhì)中，研究該材料特質(zhì)是否可為電池性能盡一分心力。

該團隊將聚合物電解質(zhì)與分別與5%、10%、15%跟20%重量的硼酸鎂納米線混合，發(fā)現(xiàn)納米線可增強電解質(zhì)導(dǎo)電性，且與沒有加增納米線的電解質(zhì)相比，新型電解質(zhì)可承受更多應(yīng)力（stress），讓電極表面更穩(wěn)定。

團隊指出，離子流動加速讓電池導(dǎo)電率進一步提高，研究也發(fā)現(xiàn)該電解質(zhì)不具易燃性。團隊實際將新型納米線電解質(zhì)與磷酸鐵鋰（LiFePO4）陰極與鋰陽極組合后，與舊有的電解質(zhì)相比，倍率效能（rateperformance）和循環(huán)容量也更高，在溫度50°C、40°C與30°C跟0.2C放電倍率下，循環(huán)容量為150、106與50mAhg-1。

不過研究人員也表示，雖然納米線大大提升導(dǎo)電率與防火性，但仍無法在室溫穩(wěn)定運作，距離商業(yè)化還有一段距離，尚需要再持續(xù)研究。