2020年諾貝爾化學獎的獲得者是那些開發鋰離子可充電電池的人。這些電池已成為從小型IT設備到電動汽車等電子設備的重要能源。

美國領先的汽車制造商特斯拉最近強調，需要建立創新的生產系統并降低電池成本。電池的價格占電動汽車的很大一部分，降低成本對于普及電動汽車至關重要。

由樸秀珍教授和博士領導的聯合研究小組。POSTECH化學系的候選人HyeBinSon和蔚山學院的SeungminYoo教授成功開發了一種多功能隔膜，即使袋裝電池在環境空氣中組裝，該隔膜也能正常工作。

這些發現已在最新的在線版本的儲能材料中進行了介紹（“通過雜質清除隔離膜實現的無干燥室的高能密度高密度鋰離子電池”）。

由于電池內部的電解質與水分反應會導致變質，因此鋰離子電池通常在濕度小于1％的干燥室內組裝。然而，保持干燥的房間是相當昂貴的。

為了解決該問題，已經進行了通過將添加劑注入電解質中來抑制雜質（例如水分或氫氟酸）的研究。但是這些會在電池運行期間引起不良的副反應。實際上，當電池在高溫（50°C或更高）下激活時，即使少量水分也會導致性能下降更快。因此，需要一種能夠俘獲電池中的水分和雜質而不會對添加劑產生不利的電化學反應的材料。

為此，聯合研究團隊推出了功能性材料，該材料可以將雜質捕獲在隔板的表面上，從而提高熱穩定性并改善電池性能。這種多功能隔膜顯示出優異的耐熱性（在140°C下儲存30分鐘后，收縮率在10％以內。常規隔膜的收縮率是50％），并在55°C的高溫下（79％的收縮率）表現出更好的電化學性能。100個充電周期后保持初始容量）。

此外，研究人員證實了在充滿雜質的環境中功能材料在電解質中的有效性。合成功能陶瓷表面的硅烷化合物會捕獲水分并保持陶瓷結構良好，但是普通的陶瓷材料會被酸化的電解質腐蝕。

此外，通過這項研究，研究團隊證實，這次在環境空氣中生產的多功能隔板的使用壽命比傳統隔板要長，這證實了它提供了超越簡單隔板功能的穩定性能。

“這種新開發的多功能隔膜在高能量密度下顯示出極高的穩定性和出色的電化學性能，”長期致力于通過各種方法研究電池隔膜的樸秀金教授評論道。“憑借在環境空氣中制造電池的第一個成功案例，有望在降低電池成本方面發揮重要作用?！?/p>