尽管与锂离子技术相比,锂金属电池可以提供更好的安全性、更好的能量密度和更轻的重量——这要归功于用金属锂代替较重的石墨作为阳极,但这种电池化学性质与传统电解质不太匹配。
具体而言,在这液态导电体系中,阴离子的移动速度是阳离子的至少四倍,因此锂阳离子传导的电流仅占总离子电流的20%。而由于阴离子不能与碳基电极发生反应,大量阴离子会堆积在电极和电解质的界面,造成电池内部极化,使用寿命有限,以及可燃性和低离子传导的缺陷。
因此,全球各国的科学家们一直针对固体电解质展开了大量研究,希望可以提供更好的性能,并与锂金属阳极兼容。现在,香港大学(HKU)的研究人员在这方面取得了巨大的进展,他们设计了无溶剂单离子聚合物电解质,极大地改善了锂金属电池的离子传输应用。