リチウムイオン電池は携帯電子機器に革命をもたらし、新しいエネルギー機器に使用されていますが、寿命と電力のさらなる改善には新しい技術が必要です。デンドライトと呼ばれるリチウム析出物はアノード上で成長する傾向があり、電池の故障、火災、爆発の原因となる短絡を引き起こす可能性があります。
さて、化学、科学大学、中国研究センター、および高圧科学技術研究者の研究所は、異形要素と炭素系膜のセパレータ本体を設計した。ジインはとして、グラファイト（graphdiyne）と呼ばリチウムイオンフィルタとデンドライトの成長を防止するShangら、Material.10（2018）191-199 '。
リチウム金属電池は、概念的にリチウムイオン電池に類似しているが、リチウム金属アノードに依存しており、放電中、リチウム金属アノードは外部回路を介してカソードに電子を供給するが、充電中にリチウム金属がアノードに付着する。その過程で、望ましくない樹状突起が形成され得る。
超薄（10nm）の黒鉛ジイン（ジアセチレン鎖で架橋された二次元炭素六方晶単分子膜）からなる薄膜セパレータは、いくつかの顕著な特性を有する。グラファイト・ダイインは同時に弾力的で頑丈なだけでなく、その化学構造も均一な多孔質ネットワークを形成し、各孔を1つのリチウムイオンで通過させることができます。電池のこの特性は、リチウム樹状突起の成長を効果的に抑制する。
この研究をリードした中国科学アカデミー化学研究所のLi Yuliang氏は、「リチウムデンドライトの抑制は、固体電解質界面を安定化させ、デバイスの寿命とクーロン効率を向上させることができる」と説明しています。 。
研究者らは、グラファイト・ダイニン・フィルムは、リチウムおよび他のアルカリ金属電池に現在直面する厳しい問題のいくつかを克服することができると信じている。
「グラファイト・ダイインは、超接合構造、固有のバンドギャップ、自然マクロポーラス構造および半導体特性を有する理想的な材料であり、この分野における主要な科学的問題を解決する大きな可能性を示している」とLi氏は述べている。
二次元材料は、通常の実験室条件下では簡単であり、製造が容易である。
「大型黒鉛ジイン膜の品質を向上させるためにはより多くの努力が必要だが、黒鉛ジアセチレンはリチウム電池の安全性にいくつかの大きなブレークスルーをもたらすかもしれないと我々は考えている」
