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据外媒报道，韩国大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究团队开发出使用三层固体聚合物电解质的锂金属电池，可显著提高防火安全性并延长电池使用寿命。这项研究有望应用于各种领域，包括电动汽车和大规模储能系统。该研究发表在期刊《Small》上。
图片来源：DGIST
传统的固体聚合物电解质电池因结构限制阻碍了电极的最佳接触，进而导致性能不佳。同时，在重复的充电和放电循环中，锂会以树状结构生长，导致锂枝晶的形成。锂枝晶是制约锂电池发展的关键问题，因为锂的不规则生长会破坏电池连接，进而导致火灾和爆炸。
因此，该研究团队为电解质开发出三层结构来解决此类问题。每一层都具有独特的功能，可显著提高电池的安全性和效率。这种电解质含有的十溴二苯乙烷（DBDPE）可防止起火；沸石可增强电解质的强度；以及高浓度的锂盐双（三氟甲磺酰基）酰亚胺锂（LiTFSI）可促进锂离子的快速移动。
三层固体电解质具有坚固的中间层，可增强电池的机械强度，而其柔软的外表面则可确保出色的电极接触，便于锂离子的移动。这使得锂离子能够更快地移动，提高能量传递速率，有效防止枝晶形成。
实验结果表明，该研究团队开发的电池在经过1000次充放电循环后，仍能保持约87.9%的性能，与通常只能保持70-80%性能的传统电池相比，耐用性显著提高。
这种电池还可以在起火后自行熄灭，从而显著降低火灾风险。这种电池有望应用于从智能手机和可穿戴设备等小型设备到电动汽车和大型储能系统的各个领域。
DGIST研究团队的Kim博士表示：“这项研究有望为使用固体聚合物电解质的锂金属电池的商业化做出重大贡献，同时为储能设备提供更高的稳定性和效率。”
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