財聯社上海3月13日訊（編輯 黃君芝）儘管與鋰離子技術相比，鋰金屬電池可以提供更好的安全性、更好的能量密度和更輕的重量——這要歸功於用金屬鋰代替較重的石墨作為陽極，但這種電池化學性質與傳統電解質不太匹配。
具體而言，在這液態導電體系中，陰離子的移動速度是陽離子的至少四倍，因此鋰陽離子傳導的電流僅占總離子電流的20%。而由於陰離子不能與碳基電極發生反應，大量陰離子會堆積在電極和電解質的界面，造成電池內部極化，使用壽命有限，以及可燃性和低離子傳導的缺陷。
因此，全球各國的科學家們一直針對固體電解質展開了大量研究，希望可以提供更好的性能，並與鋰金屬陽極兼容。現在，香港大學（HKU）的研究人員在這方面取得了巨大的進展，他們設計了無溶劑單離子聚合物電解質，極大地改善了鋰金屬電池的離子傳輸應用。
據稱，港大研究人員設計的新型單離子導電聚合物電解質克服了上述限制，並導致陽離子電導率至少增加了四倍。他們設計了一種陰離子網狀聚合物，能把通過的陰離子捆綁纏繞在其中，透過調控離子選擇性電解質的鏈段運動能力，讓陽離子更快地通過。
具體而言，陰離子網狀聚合物的結構，由帶有支鏈的聚乙二醇橋接硼根陰離子組成，通過使用不同的聚乙二醇和反應配比，從而調控所得聚合物的鏈段移動能力。
研究人員表示，這一新設計為研究互穿網絡聚合物中的離子傳導性能提供新思路，有助於製備新一類高電導率電解質的設計規則。這一全新研究成果已於近期發表在了《化學工程雜誌》上。
研究人員說，「我們相信，單離子導電聚合物電解質將開闢新的電池化學技術的可能性，這將徹底改變可充電電池領域，並提供高水平的安全性，高功率密度和長壽命周期。」
「由於過電位低，離子選擇性電解質也可以導致快速充電。它可以讓電動汽車在喝一杯咖啡的時間內充滿電。這一顯著優勢將開啟清潔能源世界的新時代，」他們補充道。