2020年諾貝爾化學(xué)家被授予給了鋰離子可充電電池研發(fā)人員，而此類電池也是小型IT設(shè)備、電動(dòng)汽車等電子設(shè)備的基本能源來(lái)源。美國(guó)領(lǐng)先汽車制造商特斯拉最近也強(qiáng)調(diào)，需要建立創(chuàng)新電池生產(chǎn)系統(tǒng)、降低電池成本，因?yàn)殡姵氐膬r(jià)格在電動(dòng)汽車中占有很大的比重，降低電池的成本對(duì)于普及電動(dòng)汽車而言非常關(guān)鍵。

　　為此，據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)浦項(xiàng)科技大學(xué)（POSTECH）與韓國(guó)蔚山大學(xué)（Ulsan College）建立的一個(gè)聯(lián)合研究小組研發(fā)了一種多功能隔膜，即使在周圍環(huán)境條件下組裝電芯，該款電池仍可工作。該小組由浦項(xiàng)科技大學(xué)化學(xué)系教授Soojin Park 和博士候選人Hye Bin Son牽頭，蔚山大學(xué)Seungmin Yoo教授也參與其中。

　　使用多功能隔膜在周圍環(huán)境下制造電池（圖片來(lái)源：浦項(xiàng)科技大學(xué)）

　　由于電池內(nèi)部的電解質(zhì)會(huì)與水分發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而退化，因此，通常都是在干燥的房間中組裝鋰離子電池，而且該房間的濕度需要維持在低于1%。不過(guò)，維護(hù)一個(gè)干燥的房間十分昂貴。

　　為了解決該問(wèn)題，研究人員曾向電解質(zhì)注入添加劑以抑制水分或氫氟酸等雜質(zhì)。但是，此類行為會(huì)在電池運(yùn)行時(shí)造成不必要的副作用。事實(shí)上，當(dāng)電池在高溫下（50攝氏度或以上）被激活時(shí)，即使只有一點(diǎn)點(diǎn)水分也會(huì)導(dǎo)致電池的性能快速惡化。因此，需要有一種材料能夠捕獲電池中的水分和雜質(zhì)，同時(shí)也不會(huì)對(duì)添加劑產(chǎn)生不利的電化學(xué)反應(yīng)。

　　因此，該聯(lián)合研究小組引入了功能材料，能夠在電池隔膜上捕獲水分，以增加電池的熱穩(wěn)定性和性能。此種多功能隔膜展示了優(yōu)異的耐熱性（在140攝氏度下存儲(chǔ)30分鐘，只收縮10%，而傳統(tǒng)的隔膜會(huì)收縮50%），并且在55攝氏度的高溫下表現(xiàn)出得到優(yōu)化的電化學(xué)性能，充電100次仍保有79%的原有容量。

　　此外，研究人員還證實(shí)電解質(zhì)中的該種功能材料在充滿雜質(zhì)的環(huán)境中仍有效。此種合成功能陶瓷電池表面的硅烷化合物能夠很好地捕獲水分并且維持電池的陶瓷結(jié)構(gòu)，但是一般的陶瓷材料會(huì)受到酸化電解液的腐蝕。此外，通過(guò)此次研究，該小組證實(shí)了此種在周圍環(huán)境下生產(chǎn)的多功能隔膜比傳統(tǒng)的隔膜壽命更長(zhǎng)，而且證實(shí)了其提供的穩(wěn)定性能超越了簡(jiǎn)單隔膜。

　　研究人員表示：“此種新研發(fā)的多功能隔膜展示出極大的穩(wěn)定性、優(yōu)異的電化學(xué)性能以及高能量密度。這是首個(gè)在周圍環(huán)境中成功制成電池的案例，有望在降低電池成本方面發(fā)揮重要作用?！?/p>