納米級鑽石可使鋰電池更安全

中美兩國科學家合作完成的一項研究顯示，向鋰電池的電解質里添迦納米尺度的鑽石微粒，可以防止電池內部生成導致短路的沉積物，避免起火等事故。這項研究由清華大學和美國德雷克塞爾大學等機構合作完成，論文發表在新一期英國《自然·通訊》雜誌上。

鋰電池能量密度高、充放電性能好，在工業和消費電子領域用途廣泛。但如果以純金屬鋰作電極，電池內部容易生成被稱為「樹突」的樹枝狀沉積物，其尺寸大到一定程度後會造成短路。目前鋰電池一般用嵌鋰的石墨材料為電極，可減少「樹突」產生，但也大幅降低了儲能效果，僅為金屬鋰作電極的鋰電池的十分之一。

研究人員把納米鑽石添加到鋰電池電解質中，發現生成的沉積物是平滑的層狀，而不是樹枝狀。這項新成果有望在使用純鋰電極情況下抑制「樹突」生成，使鋰電池兼具安全性和高性能。

納米鑽石是極微小的鑽石顆粒，尺寸還不到頭髮絲直徑的萬分之一，製造成本低廉。它們具有極為規則的結構，容易自然排列形成平滑表面。

添加了納米鑽石的鋰電池在實驗中經受了長達200小時的穩定充放電循環，對一些工業應用來說這已足夠，但如果要用於智能手機和筆記本電腦，還需進一步提高和驗證性能。