「木链科技」利用木材开发固态电解质材料 提高离子导电率

据外媒报道，为了让电池能够提供更多电力，更加安全地运行，研究人员致力于用固体材料取代当前锂离子电池中普遍使用的液体。美国布朗大学和马里兰大学把目光转到“木材”上，认为纤维素纳米纤维（Cellulose Nanofiber，CNF）或许有机会应用在电池中。纳米纤维素来自纸浆的生质材料，把植物细胞中的纤维素作纳米级的纤维分离，形成纤维宽度3100纳米、长度5微米的极微细纤维材料。

团队将铜与纳米纤维素结合制成新型固态离子导体，其离子导电系数（ion conductivity）可与陶瓷材料媲美，比其他聚合物离子导体高10~100倍，团队指出，铜有效扩大纤维素聚合物链之间的空间，形成“离子高速公路”，可有效加速锂离子传递速度。

固态电解质具有防止枝晶穿透的潜力，并由非易燃材料制成。调查显示，目前使用的固态电解质大多为陶瓷材料，具有良好离子传导能力。但是，这些材料大多厚、硬且脆。制造过程及充放电过程中产生的应力能使其出现裂缝和断裂。

然而，本项研究推出的材料薄且有弹性，几乎像一张纸一样。而且，其离子导电性可以媲美陶瓷材料。布朗大学的高级副研究员Qi和Qisheng Wu对这种铜－纤维素材料的微结构进行了计算机模拟，以发现其具有良好离子导电性的原因。

除了可以作为固态电解质，这种新材料还可以作为正极粘合剂，用于固态电池。为了匹配负极的容量，正极需要更厚。然而，这种厚度会影响离子导电性，使效率降低。为了让更厚的正极工作，需要将其封装在离子导电粘合剂中。该团队使用这种新材料作为粘合剂，并表示这是曾经报道过的最厚的功能性正极之一。

研究人员希望，这种新材料能够将固态电池技术进一步推向大众市场。

来源：盖世汽车