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近年來，鋰電池已成為消費者日常生活中不可或缺的必需品。然而，目前的商業電池技術主要使用液態電解質和碳質陽極。這些技術，特別是在高溫環境下，常存在安全和壽命有限的問題。

液態電解質在高溫下的易燃性和不穩定性，推動市場積極探索和尋找能確保安全性，並與鋰金屬陽極相容的固態電解質。一直以來，研究人員積極研發長效耐用、且能適用於醫療設備消毒、地下探測和熱反應堆等極端熱環境的鋰電池，以應付市場的龐大需求。

香港大學（港大）機械工程系申東明教授領導的團隊開發的新一代鋰離子電池，能在高溫下展現出長循環壽命和高安全性的優良特徵。團隊開發的無微裂紋聚合物電解質通過簡便的一步點擊反應合成，在高溫下表現出抗鋰枝晶生長和非易燃性的顯著特性，電化學穩定窗口高達5 V，離子導電率為3.1 × 10−5 S cm⁻¹。

研究成果已在期刊《先進科學》上發表，文章標題為「無微裂紋陰離子聚合物電解質膜助力實現長周期循環鋰金屬電池及輔助選擇性鋰離子傳輸」。

新電解質的增強特性歸因於無微裂紋膜中的硼酸鹽陰離子，這些陰離子有助於加速選擇性Li+離子的傳輸，抑制鋰枝晶生長。因著這些陰離子網絡聚合物電解質膜，鋰金屬電池在高溫下可作為安全、長循環的能量儲存裝置運作。新電池在100°C的高溫環境下，連續充放電450圈後，仍維持92.7%的高容量保持率，庫倫效率高達99.867%。而傳統液態電解質和碳質陽極的鋰電池，在高溫環境下，可連續充放電一般少於10圈。

團隊的研究突破，有望為下一代鋰電池的陰離子聚合物電解質設計開闢新道路。

「我們相信這一創新將打開新的電池化學研究方向，使可充電電池在高溫環境下的應用更安全且壽命更長。」文章第一作者高婧宜博士說。

「除了應用於高溫情境，無微裂紋電解質膜也有潛力促進快速充電技術的發展。有望可以讓電動車在喝一杯咖啡的時間內完成充電，標誌著向清潔能源發展的重大進步。」申教授補充道。

論文連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202308530

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