在確保安全運行的同時，改善能源存儲和延長鋰電池壽命正變得越來越重要，因為鋰電池儲能的依賴越來越大，所以相應的新型鋰電池技術開發創新成了不斷發展的需求。據相關媒體資料報道目前已經開發出一種新型鋰電池技術可以提高電池壽命，就是通過植入氮化硼納米涂層來穩定鋰金屬電池中的固體電解質，從而安全延長電池壽命。

傳統鋰(li)電池由于內部含有(you)高度(du)易燃的(de)(de)液體電解質(zhi)，可能(neng)會短(duan)路甚至起火。用鋰(li)金(jin)屬代替(ti)鋰(li)離(li)子電池中(zhong)(zhong)(zhong)使(shi)用的(de)(de)石墨陽極，可以(yi)提高能(neng)量密(mi)度(du)：鋰(li)金(jin)屬的(de)(de)理論充電容量比(bi)石墨高近10倍。但在電鍍(du)鋰(li)的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，樹(shu)突往往會形成，如果它們(men)穿透電池中(zhong)(zhong)(zhong)間的(de)(de)隔膜，就(jiu)會造成短(duan)路，引發(fa)人們(men)對電池安(an)(an)全(quan)的(de)(de)擔憂(you)。固體陶瓷(ci)電解質(zhi)與傳統的(de)(de)鋰(li)離(li)子電池中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)易燃電解質(zhi)相(xiang)比(bi)，它們(men)在提高安(an)(an)全(quan)性和能(neng)量密(mi)度(du)方面顯示出(chu)巨大的(de)(de)潛力(li)，是(shi)下一代能(neng)源存儲的(de)(de)有(you)前(qian)景的(de)(de)候選產品，大多數固體電解質(zhi)是(shi)陶瓷(ci)的(de)(de)，因此不易燃，大大降低了安(an)(an)全(quan)隱患。

一種人造氮(dan)化硼(peng)(BN)薄膜在化學和機械(xie)上(shang)都能抵抗鋰(li)，它通過(guo)電(dian)(dian)(dian)子方式(shi)將磷(lin)酸鋁鈦(tai)鋰(li)(LATP)與鋰(li)隔(ge)離，但在被聚氧乙烯(PEO)滲(shen)透時仍能提(ti)供穩(wen)(wen)定(ding)的離子通道，從而實(shi)現(xian)穩(wen)(wen)定(ding)的循環(huan)。此外，固(gu)體陶瓷電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)具有較高的機械(xie)強度，實(shi)際上(shang)可以(yi)抑制鋰(li)枝晶的生長，使(shi)鋰(li)金屬成為電(dian)(dian)(dian)池(chi)陽極(ji)的涂層選擇。然而，大多數固(gu)體電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)對鋰(li)離子不(bu)穩(wen)(wen)定(ding)，易(yi)被金屬鋰(li)腐(fu)蝕(shi)，不(bu)能用(yong)于電(dian)(dian)(dian)池(chi)。鋰(li)金屬對于提(ti)高能量(liang)密度是不(bu)可缺少的，所以(yi)能夠(gou)將它用(yong)作(zuo)固(gu)體電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)的陽極(ji)至關重要。為了使(shi)這些不(bu)穩(wen)(wen)定(ding)的固(gu)體電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)適應實(shi)際應用(yong)，需要開發一個化學和機械(xie)上(shang)穩(wen)(wen)定(ding)界面來(lai)保(bao)護這些固(gu)體電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)免受鋰(li)陽極(ji)的傷害(hai)。

為(wei)了運輸(shu)鋰(li)(li)離子(zi)，界(jie)面不僅要(yao)具有(you)高度的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)絕緣(yuan)性(xing)，而(er)且還(huan)要(yao)具有(you)離子(zi)導(dao)電(dian)(dian)(dian)性(xing)，這(zhe)是至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)(de)。此外(wai)，該接口(kou)必(bi)須超薄，以避免降低(di)電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)能量(liang)密度。使用(yong)沉積(ji)了5~10nm的(de)(de)(de)氮化硼(BN)納米膜(mo)作為(wei)保護層，隔離金(jin)屬鋰(li)(li)與離子(zi)導(dao)體(ti)(ti)(固態(tai)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi))之間的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)接觸，并加入少量(liang)聚合(he)物或液體(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)滲(shen)入電(dian)(dian)(dian)極/電(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)界(jie)面。選擇BN作為(wei)保護層，因(yin)為(wei)它在(zai)化學和機(ji)械上與金(jin)屬鋰(li)(li)穩(wen)定，提供了高度的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)絕緣(yuan)。設計氮化硼層具有(you)內在(zai)缺陷，鋰(li)(li)離子(zi)可以通過(guo)它，使它成為(wei)一(yi)個優(you)秀的(de)(de)(de)分離器。

此外，化學氣相沉積法制備氮化硼容易形成大尺度(du)(~dm級)、原子薄尺度(du)(~nm級)和連續薄膜。雖然早期研(yan)究使(shi)用厚(hou)度(du)僅為(wei)200微米的(de)(de)聚合物保護(hu)層，但(dan)新(xin)研(yan)究厚(hou)度(du)僅為(wei)5~10納米的(de)(de)BN保護(hu)膜在(zai)這(zhe)種(zhong)(zhong)保護(hu)層極(ji)限(xian)下仍(reng)然很薄，而不會(hui)降低電池的(de)(de)能量密度(du)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)優秀的(de)(de)材(cai)料(liao)，可以(yi)作為(wei)一(yi)種(zhong)(zhong)屏障(zhang)，防止金(jin)屬鋰侵入(ru)固(gu)態電解(jie)質。就像防彈背心(xin)一(yi)樣，開發(fa)了一(yi)種(zhong)(zhong)針對不穩(wen)定固(gu)體電解(jie)質的(de)(de)鋰金(jin)屬防彈背心(xin)，通過這(zhe)項(xiang)創新(xin)，實現(xian)了長(chang)循環(huan)壽命的(de)(de)鋰金(jin)屬電池。