傳統(tǒng)的固體聚合物電解質(zhì)電池由于結(jié)構(gòu)限制而性能不佳，阻礙了最佳電極接觸。這也無法消除枝晶問題，即在反復充電和放電循環(huán)中，鋰會以樹狀結(jié)構(gòu)生長。枝晶是一個關(guān)鍵問題，因為不規(guī)則的鋰生長會破壞電池連接，可能導致火災和爆炸。
因此，研究團隊開發(fā)了一種三層結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)來解決這些問題。每層都有不同的功能，大大提高了電池的安全性和效率。這種電解質(zhì)包含十溴二苯乙烷 (DBDPE) 以防止起火，沸石以提高電解質(zhì)的強度，以及高濃度的鋰鹽，鋰雙(三氟甲烷磺酰基)酰亞胺 (LiTFSI)，以促進鋰離子的快速移動。
三層固體電解質(zhì)具有堅固的中間層，可提高電池的機械強度，而其柔軟的外表面可確保出色的電極接觸，從而促進鋰離子的輕松移動。這使鋰離子移動得更快，提高了能量傳輸速率并有效防止枝晶形成。
實驗顯示，研究團隊研制的電池經(jīng)過1000次充放電循環(huán)后，性能保留率約為87.9%，與傳統(tǒng)電池性能保留率一般為70%~80%相比，耐用性有明顯提升。
它還可以在火災中自熄，從而大大降低火災風險。這種電池預計將應用于各個領(lǐng)域，從智能手機和可穿戴設(shè)備等小型設(shè)備到電動汽車和大型儲能系統(tǒng)。
Kim 博士表示：“這項研究預計將對使用[固體聚合物]電解質(zhì)的鋰金屬電池的商業(yè)化做出重大貢獻，同時為儲能設(shè)備提供增強的穩(wěn)定性和效率。”
