以石墨為負極的鋰離子電池現在達到的實際容量已經越來越接近理論容量了，但仍舊達不到人們的生活需求。為了提升鋰電池的能量密度和容量，鋰金屬成為新的負極英雄而受到矚目。據外媒報道，當地時間11月12日，賓夕法尼亞州立大學在《NatureEnergy》雜志上發表的研究結果表明，更持久、充電速度更快以及更安全的鋰金屬電池是有可能實現的。該項研究由美國能源部提供資助，研究人員研發出一種三維交連聚合物海綿，可附著在電池陽極的金屬鍍層上。

賓夕法尼亞州立大學機械工程教授兼該項目首席研究員王東海表示，該項目旨在研發下一代鋰金屬電池。在電池中試用鋰金屬已經持續了幾十年，但是有些基本問題阻礙了鋰金屬電池的發展。

據了解，鋰金屬電池（Lithiummetalbattery,LMB）是指利用金屬鋰作為負極（Anode）的電池，與其相搭配的正極材料可以是氧氣、單質硫、金屬氧化物等物質。鋰金屬電池是最有希望的下一代高能量密度存儲設備之一，能夠滿足新興行業的嚴格要求。然而，直接應用金屬鋰可能帶來安全問題、較差的倍率和循環性能，甚至負極材料在電池內部的粉碎。其主要原因包括大極化和強電場引起的異質沉積導致的枝晶生長、金屬鋰極度活潑、循環時鋰體積無限變化等。這些缺點嚴重阻礙了LMBs的商業化。

王教授表示：“我們的方法是在鋰金屬界面上使用聚合物。該材料是一個多孔海綿，不僅可以讓鋰離子轉移，還能抑制鋰離子變質，即使在低溫和快速充電的條件下，也可讓金屬鍍層不生長枝晶。”

王教授表示，該項研究可讓更強大、更穩定的鋰金屬電池技術成為日常生活中不可或缺的部分。用于電動汽車中，該鋰金屬電池可以增加其續航里程，其還可以為智能手機提供更長壽命的電池。

未來，該研究小組將探索其在大型電池芯中的實際應用，以驗證該技術的優勢和可行性。王教授表示：“我們希望推動此類技術向前發展，通過該項研究，我們很肯定可以將鋰金屬電池的使用壽命延長一倍。”