使用鋰金屬箔作為電池陽極顯示出增加能量容量和功率輸出的巨大希望。問題在于，在充電期間，從陰極通過電解質(zhì)的鋰金屬離子不能均勻地附著到構(gòu)成陽極的鋰金屬上。相反，它們形成尖銳的結(jié)晶枝晶結(jié)構(gòu)。這些枝晶可以長到足以到達(dá)陰極并使電池短路，有時會引起火災(zāi)。

　　一種防止鋰金屬陽極表面樹枝狀生長的方法是使用固體電解質(zhì)。已經(jīng)顯示由聚合物或陶瓷材料制成的固體電解質(zhì)有助于減少樹突的生長。但是，有問題。鋰電池的正極和負(fù)極在充電和放電期間接收或放棄鋰離子時會改變體積。這種變化使得陶瓷固體電解質(zhì)容易開裂，導(dǎo)致性能下降。然而，聚合物電解質(zhì)可以具有適應(yīng)電池操作過程中電極體積變化所需的靈活性。

　　聚合物電解質(zhì)的缺點(diǎn)是其離子導(dǎo)電性差和機(jī)械性能差。正在進(jìn)行大量的研究來檢查無機(jī)填料的結(jié)合以幫助改進(jìn)聚合物電解質(zhì)的離子轉(zhuǎn)運(yùn)和機(jī)械強(qiáng)度。

　　現(xiàn)在，正如美國化學(xué)學(xué)會（ACS）的納米快報（NanoLettersoftheAmericanChemicalSociety）所報道的，中國浙江工業(yè)大學(xué)的一組研究人員已經(jīng)將由硼酸鎂（Mg2B2O5）制成的納米線引入基于聚環(huán)氧乙烷（PEO）固態(tài)電解質(zhì)。導(dǎo)線直徑約為200納米，長度為4,000納米。

　　研究人員檢查了5％，10％，15％和20％的納米線加載到固體聚合物電解質(zhì)中的情況。發(fā)現(xiàn)將納米線添加到聚合物電極中會增加鋰離子的數(shù)量并使它們以更快的速度穿過材料。通過添加納米材料，聚合物電解質(zhì)的機(jī)械性能也得到增強(qiáng)，正如它在火災(zāi)時的阻燃性一樣。

　　研究人員將離子電導(dǎo)率的增加歸因于PEO聚合物鏈的改進(jìn)運(yùn)動以及納米線提供的鋰離子通道數(shù)量的增加。與沒有納米線的電池相比，使用鋰金屬陽極和LiFePO4陰極的實(shí)驗(yàn)電池表現(xiàn)出改進(jìn)的速率性能和更高的循環(huán)容量。

　　盡管所報道的研究非常初步，但將納米材料納入固態(tài)聚合物電解質(zhì)的概念可能為改善鋰金屬電池的安全性和可行性提供另一種途徑。