橡皮泥是我們再熟悉不過的物件兒，輕輕一捏，就能捏出各種形狀，用力一摔，又會迅速變硬。美國斯坦福大學(xué)教授崔屹團(tuán)隊(duì)正是看上了橡皮泥這種“是軟是硬可隨作用力大小隨意切換”的個(gè)性，將它作為鋰金屬電池電極的保護(hù)涂層，顯著提高了電池循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際材料與化學(xué)類頂尖雜志《美國化學(xué)會雜志》（JACS）上。

論文第一作者、斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士后劉凱接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)表示，電池容量取決于其電極材料的種類。現(xiàn)在市面上常用的鋰離子電池以石墨為負(fù)極材料，如果換成鋰金屬，其容量可增加十倍。然而，有著鋰電池“圣杯”之稱的鋰金屬電池軟肋在于：鋰金屬的微觀形狀在充放電過程中會發(fā)生劇烈變化，從而導(dǎo)致金屬鋰的鋰枝晶的析出。鋰枝晶不僅會降低電池的容量，還可能造成電池內(nèi)短路，誘發(fā)起火和爆炸等安全事故。

崔屹團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明，將一層厚度僅約1微米的橡皮泥涂在鋰金屬表面，可以近乎完美的保護(hù)鋰金屬電極。在正常的充放電過程中，鋰金屬在電極表面均勻沉積，對橡皮泥的作用力很小。軟軟的橡皮泥可以很好地適應(yīng)鋰金屬的形狀和體積變化，牢牢地貼在鋰的表面，起到保護(hù)涂層的作用。一旦在某些區(qū)域有鋰枝晶“刺出”，橡皮泥涂層就會迅速變硬，從而有效阻擋鋰枝晶的生長。“橡皮泥相當(dāng)于一個(gè)智能涂層，其硬度可以隨著鋰金屬的變化而迅速做出反饋。”劉凱說。

崔屹告訴記者，這種智能刺激響應(yīng)涂層為鋰電池研發(fā)提出了一個(gè)全新的概念。