上海科技大學助理教授劉巍4月9日接受科技日報記者采訪時表示，他們用有序排列的陶瓷納米纖維顯著提高了鋰離子電池安全(quan)性和穩定性，為(wei)高性能(neng)全(quan)固態(tai)電池產業化(hua)奠定了(le)基(ji)礎。相關研究成(cheng)果近日發(fa)表在國(guo)際頂尖雜志(zhi)《自然?能(neng)源(yuan)》上(shang)。

劉巍告訴記者，傳統的鋰離子電池使用的是易揮發、易燃、易爆的有機液態電解液，電池使用過熱或不當會產生電池爆炸的安全隱患。而用固態電解質替代液態電解質的全固態鋰離子電池，能量密度、熱穩定性、使用壽命以及安全性都有了大幅度提升，且在柔性電子設備、汽車動力電池以及電網儲能電池等方面均有顯著優勢。然而，相比于液態電解質，固體電解質的電導率較低，限制了全固態鋰離子電池商業化的應用。

她和(he)斯坦福大(da)學材料科(ke)學與工程學院(yuan)教(jiao)授崔屹等合作研究發現(xian)，將陶瓷(ci)納(na)米(mi)(mi)纖維摻(chan)入固(gu)體(ti)聚合物電(dian)(dian)解(jie)質是(shi)提(ti)高其(qi)電(dian)(dian)導率(lv)(lv)的(de)(de)(de)有(you)效方(fang)法。納(na)米(mi)(mi)纖維的(de)(de)(de)表面(mian)是(shi)鋰離子(zi)快(kuai)速傳(chuan)導的(de)(de)(de)通道(dao)，表面(mian)導電(dian)(dian)率(lv)(lv)可以(yi)和(he)液體(ti)電(dian)(dian)解(jie)質相媲美。同隨(sui)機(ji)分散排列(lie)(lie)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)纖維相比，有(you)序排列(lie)(lie)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)纖維可以(yi)進一步(bu)將固(gu)體(ti)聚合物電(dian)(dian)解(jie)質電(dian)(dian)導率(lv)(lv)提(ti)高10倍。原因(yin)在(zai)于，取向排列(lie)(lie)的(de)(de)(de)納(na)米(mi)(mi)纖維避(bi)免了(le)無(wu)規則納(na)米(mi)(mi)纖維交(jiao)叉產生的(de)(de)(de)結(jie)點，從而鋰離子(zi)可以(yi)無(wu)阻礙的(de)(de)(de)在(zai)兩個電(dian)(dian)極之間傳(chuan)導。此外，摻(chan)入陶瓷(ci)納(na)米(mi)(mi)纖維后(hou)，固(gu)體(ti)聚合物的(de)(de)(de)化(hua)學穩定性也獲(huo)得大(da)幅(fu)提(ti)高。