使用鋰金屬箔作為電池陽(yáng)極顯示出增加能量容量和功率輸出的巨大希望。問(wèn)題在于，在充電期間，從陰極通過(guò)電解質(zhì)的鋰金屬離子不能均勻地附著到構(gòu)成陽(yáng)極的鋰金屬上。相反，它們形成尖銳的結(jié)晶枝晶結(jié)構(gòu)。這些枝晶可以長(zhǎng)到足以到達(dá)陰極并使電池短路，有時(shí)會(huì)引起火災(zāi)。

　　一種防止鋰金屬陽(yáng)極表面樹枝狀生長(zhǎng)的方法是使用固體電解質(zhì)。已經(jīng)顯示由聚合物或陶瓷材料制成的固體電解質(zhì)有助于減少樹突的生長(zhǎng)。但是，有問(wèn)題。鋰電池的正極和負(fù)極在充電和放電期間接收或放棄鋰離子時(shí)會(huì)改變體積。這種變化使得陶瓷固體電解質(zhì)容易開裂，導(dǎo)致性能下降。然而，聚合物電解質(zhì)可以具有適應(yīng)電池操作過(guò)程中電極體積變化所需的靈活性。

　　聚合物電解質(zhì)的缺點(diǎn)是其離子導(dǎo)電性差和機(jī)械性能差。正在進(jìn)行大量的研究來(lái)檢查無(wú)機(jī)填料的結(jié)合以幫助改進(jìn)聚合物電解質(zhì)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)和機(jī)械強(qiáng)度。

　　現(xiàn)在，正如美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)（ACS）的納米快報(bào)（NanoLettersoftheAmericanChemicalSociety）所報(bào)道的，中國(guó)浙江工業(yè)大學(xué)的一組研究人員已經(jīng)將由硼酸鎂（Mg2B2O5）制成的納米線引入基于聚環(huán)氧乙烷（PEO）固態(tài)電解質(zhì)。導(dǎo)線直徑約為200納米，長(zhǎng)度為4,000納米。

　　研究人員檢查了5％，10％，15％和20％的納米線加載到固體聚合物電解質(zhì)中的情況。發(fā)現(xiàn)將納米線添加到聚合物電極中會(huì)增加鋰離子的數(shù)量并使它們以更快的速度穿過(guò)材料。通過(guò)添加納米材料，聚合物電解質(zhì)的機(jī)械性能也得到增強(qiáng)，正如它在火災(zāi)時(shí)的阻燃性一樣。

　　研究人員將離子電導(dǎo)率的增加歸因于PEO聚合物鏈的改進(jìn)運(yùn)動(dòng)以及納米線提供的鋰離子通道數(shù)量的增加。與沒(méi)有納米線的電池相比，使用鋰金屬陽(yáng)極和LiFePO4陰極的實(shí)驗(yàn)電池表現(xiàn)出改進(jìn)的速率性能和更高的循環(huán)容量。

　　盡管所報(bào)道的研究非常初步，但將納米材料納入固態(tài)聚合物電解質(zhì)的概念可能為改善鋰金屬電池的安全性和可行性提供另一種途徑。