「木鏈科技」利用木材開發固態電解質材料 提高離子導電率

據外媒報道，為了讓電池能夠提供更多電力，更加安全地執行，研究人員致力於用固體材料取代當前鋰離子電池中普遍使用的液體。美國布朗大學和馬里蘭大學把目光轉到“木材”上，認為纖維素奈米纖維（Cellulose Nanofiber，CNF）或許有機會應用在電池中。奈米纖維素來自紙漿的生質材料，把植物細胞中的纖維素作奈米級的纖維分離，形成纖維寬度3100奈米、長度5微米的極微細纖維材料。

團隊將銅與奈米纖維素結合製成新型固態離子導體，其離子導電係數（ion conductivity）可與陶瓷材料媲美，比其他聚合物離子導體高10~100倍，團隊指出，銅有效擴大纖維素聚合物鏈之間的空間，形成“離子高速公路”，可有效加速鋰離子傳遞速度。

固態電解質具有防止枝晶穿透的潛力，並由非易燃材料製成。調查顯示，目前使用的固態電解質大多為陶瓷材料，具有良好離子傳導能力。但是，這些材料大多厚、硬且脆。製造過程及充放電過程中產生的應力能使其出現裂縫和斷裂。

然而，本項研究推出的材料薄且有彈性，幾乎像一張紙一樣。而且，其離子導電性可以媲美陶瓷材料。布朗大學的高階副研究員Qi和Qisheng Wu對這種銅－纖維素材料的微結構進行了計算機模擬，以發現其具有良好離子導電性的原因。

除了可以作為固態電解質，這種新材料還可以作為正極粘合劑，用於固態電池。為了匹配負極的容量，正極需要更厚。然而，這種厚度會影響離子導電性，使效率降低。為了讓更厚的正極工作，需要將其封裝在離子導電粘合劑中。該團隊使用這種新材料作為粘合劑，並表示這是曾經報道過的最厚的功能性正極之一。

研究人員希望，這種新材料能夠將固態電池技術進一步推向大眾市場。

來源：蓋世汽車