為研發安全性與性能兼具的電池，科學家不斷推出新研究，最近美國哥倫比亞大學帶來全新的電池技術，透過開發奈米氮化硼（BN）防護薄膜，成功提高固態電解質的穩定性與延長電池壽命。
鋰電池的安全問題主要來自於鋰金屬活性強，傳統鋰電池電解質也多是由鹽與有機溶劑製成，腐蝕性高也較容易起火，使得鋰電池存有爆炸風險。若是用陶瓷固態電解質取代傳統液態電解質，將能有效降低易燃性跟抑制鋰晶枝生成，打造更安全的電池。
只不過鋰金屬容易腐蝕固態電解質材料，科學家還需要幫固態電解質研發一款穩定性高、電子絕緣又輕薄的「背心」，讓固態電解質不會受到鋰金屬腐蝕，又可以順利傳遞鋰離子。
對此，哥倫比亞大學工學院組成的團隊已找到解決辦法，透過在鋰電極跟固態電解質之間打造 5~10 nm 厚保護背心：奈米氮化硼（BN）薄膜，隔離鋰金屬跟固體電解質的電接點。
團隊指出，氮化硼跟鋰金屬的化學、機械穩定度不錯，電子絕緣度高，研究團隊研發的氮化硼薄膜也存有本質缺陷（intrinsic defect），可隔絕電子但不會阻止鋰離子通過，論文主要作者 Qian Cheng 表示，過去研究多採用 200μm 厚的聚合物保護層，而團隊新型保護層僅 5-10nm，不會影響電池的能量密度。
（Source：哥倫比亞大學）
除此之外，該薄膜製作方法也不難，他們採用常見的氣相沉積法來打造氮化硼塗層，可輕鬆建造大規模且輕薄的薄膜。團隊指出，透過全新的「防鋰背心」，他們已成功延長鋰電池的壽命。
目前研究員也正將此方法應用在其他固態電解質上，希望能進一步最佳化薄膜，打造性能與壽命兼具的電池。
鋰離子電池應用廣，手機、電動車與鋰電池儲能系統都包含在內，只不過近年鋰電池起火爆炸事件頻傳，從先前的手機、筆電爆炸，到日前的美國電池儲能廠爆炸事件，安全性已成為鋰離子電池的硬傷，而雖然該團隊尚未公布相關數據，但若固態電解質電池研發有成，將有助於提升鋰電池安全性。
（首圖來源：shutterstock）
