目前智能手机、笔记型电脑大多配备锂离子电池，未来随着电动车愈加普及，使用量也会愈来愈高，不过锂电池还是有一些缺点，储电容量已经快到极限，不耐撞、易起火爆炸也会对安全构成威胁，对此美国科学家挑战全新的负极（阳极）材料，并开发全新的防护技术，或许将不再有上述缺陷。
锂离子电池的正极（阴极）主要以锂为主，负极材料则是石墨，然而现在锂离子电池的容量已经快触顶，科学家为了寻求新突破，开始想用比容量高、电化学电压低优点的锂金属来取代石墨，但锂活性强，容易跟外界的水分与氧化物起反应，同时也会跟内部的电解质相互反应，进而形成不均匀、易破碎的固态电解质界面（Solid Electrolyte Interface，SEI）。
正常状况下，SEI 是锂离子的优良导体，也能保护电池、避免发生有害反应，并让锂离子在电极跟电解质之间来回穿梭。
对锂离子电池性能来说，SEI 可说是关键要点，若 SEI 性能不佳，电池会存有许多问题，不均匀的 SEI 会导致锂金属沉积，形成树状锂晶枝，进而造成电池容量损失、充放电效率降低或是刺穿绝缘层与短路，最终热失控，电池起火爆炸，而通常锂晶枝最容易在负极形成。
因此美国史丹佛大学和 SLAC 国家加速器实验室研发全新的 SEI 薄膜，并将覆涂全新 SEI 的负极与其他商用零件结合看看，打造全新电池，实验指出，在 160 次循环后，仍能保有 85% 的容量。
团队指出，全新涂层会形成分子网络（network of molecules），将带电的锂离子均匀输送到电极中，用来防止不必要的化学反应与生成锂晶枝，进而降低电池失控的风险，史丹佛大学化工系俞之奡（Zhiao Yu，奡音读奥）表示，这也有助于提高锂电池的稳定性。
这也不是第一个瞄准锂负极的团队，中国天津大学与清华大学科学家也透过全新的浸涂（dip coating）法研制全新涂层 wax-PEO，打造出具空气稳定性跟防水的锂负极，研究也指出，这种 wax-PEO 层能在维持锂离子传导下，抑制锂晶枝生长。
实验也指出，将涂有 wax-PEO 的锂负极放置在相对湿度高达 70% 的环境时，24 小时后表面不会损坏也不会腐蚀，容量也能维持在 85%，接触水后，更不会燃烧或是容量下降。
不过不管是美国团队、还是中国的团队，目前都还在最佳化设计中，希望能进一步提高电池容量，以及使用寿命，研究尚未离开实验室阶段。目前研究已发表在《Joule》。
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（首图来源：pixabay）
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