树木可作为新固态电池材料，轻薄且有弹性

电池无处不在——从时尚、超薄的智能手机到电动汽车。电池对于现代消费电子产品来说与运行它们的硅芯片一样重要。

然而，目前的电池技术仍存在许多局限性。占主导地位的锂离子电池很重，生产成本高，而且需要开采稀土矿。它们的充电速度也很慢，而且没有理想的效率和持久性。

如今，来自布朗大学（Brown University）和马里兰大学（University of Maryland）的一个研究小组已经开发出一种用于固态电池的新材料，这种材料来自树木。

研究人员展示了一种固体离子导体，它将铜与纤维素纳米纤维结合在一起，纤维素纳米纤维是来自木材的聚合物管。这种薄如纸的材料拥有比其他聚合物离子导体好10到100倍的导电性。研究人员表示，它既可以作为固体电池电解质，也可以作为全固态电池阴极的离子传导粘合剂。

研究中介绍的新材料很薄且有弹性，几乎像一张纸，其离子传导性与陶瓷相当。该建模研究显示，铜增加了纤维素聚合物链之间的空间，这创造了离子超级高速公路，使锂离子能够以创纪录的效率旅行。

马里兰大学的研究人员表示，通过将铜与一维纤维素纳米纤维结合起来，证明了通常离子绝缘的纤维素，在聚合物链内提供了更快的锂离子传输。事实上，这种离子导体在所有固体聚合物电解质中达到了创纪录的高离子传导率。

研究人员还表示，它具有电化学稳定性，可以容纳锂金属阳极和高压阴极，或者可以作为一种粘合剂材料，在高密度电池中包裹超厚的功能阴极。

题为Copper-coordinated cellulose ion conductors for solid-state batteries的相关研究论文发表在《自然》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03885-6

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