备受期待的是，具有锂金属阳极的下一代固态电池将迎来新的储能系统，这些储能系统比传统的锂离子（Li-ion）电池更安全并提供更高的能量密度。但是，现有的固体离子导体的能力有限，无法承受电池操作的严格操作。
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一组研究人员布朗大学和马里兰大学现在创造了一种新的创新材料，该材料来自不寻常的来源：树木。该团队是目前正在努力开发固态电池和其中要使用的材料的众多研究团队之一。亚博网站下载
Led by distinguished Professor Liangbing Hu at the Maryland Energy Innovation Institute and Professor Yue Qi at brown’s School of Engineering, the team illustrates the use of the novel material as a solid electrolyte, which is a combination of cellulose nanofibrils (polymer tubes derivative from wood) and copper.
通过将铜与一维纤维素纳米原纤维掺入，我们证明了通常的离子胰岛纤维素在聚合物链中提供较快的锂离子传输。
马里兰州能源创新学院Liangbing Hu教授
“实际上，我们发现该离子导体在所有固体聚合物电解质中都达到了创纪录的高离子电导率，”胡继续。
固态与锂离子
如今，在我们的大多数设备中，锂离子细胞都用于一系列应用，从电动汽车（EV）到手机中的电池。锂离子细胞中含有由溶于有机液体溶剂中的锂盐组成的电解质。该液体电解质将带正电荷的锂离子远离阳极和阴极，以及另一方面。
尽管锂离子电池往往运行良好，但它们也确实提出了许多局限性和风险因素。锂离子电池可以对高温敏感，锂树突可以在高电流下形成。这些尖峰结构会损害电池的内部结构，使其容易到短路，或者在某些情况下甚至会引起火灾。
此外，锂离子电池中的液体电解质通常由可燃和有毒化学物质组成，使其在某些应用中可能有危险。例如，在电动汽车中，涉及碰撞或撞击的锂离子电池可能会受到损害，并对电动汽车驾驶员和乘客造成其他危险。
但是，含有固体电解质的固态电池将避免树突的堆积，并且可以由无毒的阻燃材料制成。亚博网站下载尽管陶瓷已经形成了固态电池的基础，但由于其出色的电导率，该材料可能是脆弱而刚性的，使电池易于开裂和破裂。
下一代材料
由布朗 - 马里兰（Brown-Maryland）团队开发的木材衍生物是相对较薄且具有延展性的，具有与陶瓷相匹配的离子电导率。该团队进行了一系列模拟，以更好地了解新材料的属性和功能。
他们发现，铜和纤维素纳米纤维的组合增加了木材衍生物的聚合物链之间的空间。这些空间是促进出色离子电导率的原因，因为它使锂离子可以相对轻松地穿过材料。
锂离子通过我们通常在无机陶瓷中发现的机制在这种有机固体电解质中移动，从而实现了记录的高离子电导率。
布朗工程学院Yue Qi教授
该材料也具有适应性的适应性，可以用作固态电池的阴极粘合剂，如研究中所示。
在他们的结论中，HU，QI及其团队指出，用于固态电池的新型新颖材料的战略和开发可能会产生更大的影响。该材料可能可能用于固态传感器和信息存储中。
此外，材料还可以产生积极的环境影响。
使用材料自然亚博网站下载可以减少电池制造对我们环境的总体影响。
布朗工程学院Yue Qi教授
新材料可以推动当前的固态技术研究和开发，并帮助将新兴的电池技术推向市场，使其成为下一代材料的真正竞争者。
参考和进一步阅读
Yang，C。和Wu，Q。等。Al。，（2021）用于固态电池的铜协调纤维素离子导体。自然，[在线] 598（7882），第590-596页。可用网址：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03885-6
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