隨著便攜式電子設(shè)備及電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展，人們除了追求鋰離子電池的大容量和充放電速度外，更關(guān)心的是鋰離子電池的安全性。屢屢發(fā)生的鋰離子電池爆炸事件難免讓人神經(jīng)緊繃。

從科學(xué)層面而言，鋰離子電池爆炸的原因通常是電極表面鋰沉積不均勻?qū)е轮В╠endrites）生長(zhǎng)，使得電池的充放電效率降低，甚至電池內(nèi)部出現(xiàn)短路，從而引發(fā)電池故障或安全隱患。科學(xué)家們都在試圖找到解決方法。日前，我國(guó)學(xué)者提出采用一種微球（microspheres）結(jié)構(gòu)捕獲鋰，來(lái)限制鋰沉積和抑制枝晶生長(zhǎng)（dendritegrowth）。

由于枝晶生長(zhǎng)受到抑制，所以在經(jīng)過(guò)200多次充放電后，電極仍能保持99%的高電鍍/剝離效率，這不僅有助于延長(zhǎng)鋰離子電池的壽命，也可有效提高安全性。

上述研究來(lái)自中科院化學(xué)研究所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究員郭玉國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)。該研究已于日前在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊的《納米快報(bào)》（

郭玉國(guó)團(tuán)隊(duì)提出的具體方法是，通過(guò)微球結(jié)構(gòu)（microsphere）來(lái)俘獲鋰，以限制其沉積并抑制枝晶生長(zhǎng)。其所制備的微球?yàn)樘技{米管和多孔二氧化硅保護(hù)層的復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)證明，這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料關(guān)于控制鋰沉積行為是十分有效的。另外，絕緣涂層還可防止電子集中流動(dòng)并減少形成熱點(diǎn)的可能性。

據(jù)了解，郭少軍課題組通過(guò)借鑒自然界中蟻穴結(jié)構(gòu)能夠快速交換空氣的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種有特殊官能團(tuán)修飾的二氧化硅為骨架的離子凝膠電解質(zhì)。這種仿生離子凝膠電解質(zhì)具有快速傳輸鋰離子的能力，而且能夠在金屬鋰負(fù)極表面自發(fā)地形成顆粒富集層，從而有效地抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。該成果為利用仿生概念設(shè)計(jì)高性能的金屬鋰離子電池供應(yīng)了一種新思路。

此前，在解決鋰離子電池這一安全問(wèn)題時(shí)，業(yè)內(nèi)多采用的是電解液添加劑、穩(wěn)定的界面以及修飾電極等多種方式。有實(shí)驗(yàn)證明，采用架構(gòu)調(diào)整鋰枝晶積聚是最高效的方式。電池這東西，自出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)更新?lián)Q代好多了。而在目前，應(yīng)用在移動(dòng)電子設(shè)備上的一般都是鋰離子電池。相比較市面上的其它種類的電池，同等單位內(nèi)鋰離子電池可以儲(chǔ)存更多的能量，而且比較穩(wěn)定。就算放著不用，本身放電也不多，重量又輕，壽命又長(zhǎng)。集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，所以應(yīng)用特別的廣泛，各行各業(yè)都能夠看見(jiàn)。但是，在常規(guī)特種上卻是不使用鋰離子電池的。鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)不是很明顯嗎，為何不使用呢？

這其中的原因重要是以下幾個(gè)方面：一個(gè)是成本，雖然說(shuō)鋰離子電池可以儲(chǔ)存更多的能量，但是相同電量的鋰離子電池制造成本是目前裝配的鉛酸電池的4倍以上，按照特種要裝備幾十噸的量，那可是一筆大資金呀。還有就是使用壽命了，雖然說(shuō)鋰離子電池壽命長(zhǎng)，但是那是在遵循滿放滿充的原則下的，軍艦自然難以做到，要根據(jù)任務(wù)調(diào)配，這樣安裝的鋰離子電池的壽命還不如其它的電池。最重要的一點(diǎn)就是安全性了，那就是鋰離子電池容易爆炸。這是因?yàn)殇囯x子電池在充放電時(shí)會(huì)放熱，不進(jìn)行引導(dǎo)就容易爆炸。而特種是個(gè)密閉的空間，假如用海水冷卻在戰(zhàn)時(shí)就容易被敵軍發(fā)現(xiàn)。所以，在這些因素的共同用途下，特種就沒(méi)采用鋰離子電池，而是鉛酸電池。

不過(guò)，目前已經(jīng)在研制新型的適用特種的鋰離子電池了，估計(jì)在不久之后，也能在特種上看見(jiàn)鋰離子電池的身影了。