使用传统商业隔膜的锂电池循环一定次数后，在锂金属阳极表面会出现大量“菜花状”的锂枝晶。锂枝晶是锂金属电池中常见的问题，它们不仅会导致电池短路，还会加速电池的老化过程。
近日，中国科学院近代物理研究所材料研究中心科研团队与合作者开发了一种基于离子径迹技术的多功能电池隔膜——离子管理膜（IMM）。
离子管理膜（右侧）和传统多孔隔膜（左侧）的离子传输特性和阳极表面锂沉积行为示意图
在面向离子管理膜（IMM）的阳极表面上，实现了更为致密和均匀的锂沉积，无明显的锂枝晶生长情况。
原来，传统多孔隔膜（PPS）的孔道结构呈现出孔径和孔长均不一致的特征，因此隔膜孔道下方会形成不均匀的锂离子浓度分布。
而这种离子管理膜具备竖直排列、孔径均一的荷电负性纳米孔道，呈现出均一的锂离子浓度分布。
简单来说，就是让锂离子在电池里更顺畅、更高效地旅行，从而让电池性能变得更好，充电更快，寿命更长。
离子管理膜助力实现无枝晶生长的锂金属阳极
中科院表示，在特定条件下，这种离子管理膜可将锂电池的循环寿命延长至1200小时。对于Li/LiFePO4电池，该工艺可在1000次循环后保持79.84%的容量。
这项研究工作为多功能电池隔膜的设计和研制，以及解决高性能锂金属电池的安全性问题提供了新的思路。