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尽管与锂离子技术相比，锂金属电池可以提供更好的安全性、更好的能量密度和更轻的重量——这要归功于用金属锂代替较重的石墨作为阳极，但这种电池化学性质与传统电解质不太匹配。

具体而言，在这液态导电体系中，阴离子的移动速度是阳离子的至少四倍，因此锂阳离子传导的电流仅占总离子电流的20%。而由于阴离子不能与碳基电极发生反应，大量阴离子会堆积在电极和电解质的界面，造成电池内部极化，使用寿命有限，以及可燃性和低离子传导的缺陷。

因此，全球各国的科学家们一直针对固体电解质展开了大量研究，希望可以提供更好的性能，并与锂金属阳极兼容。现在，香港大学(HKU)的研究人员在这方面取得了巨大的进展，他们设计了无溶剂单离子聚合物电解质，极大地改善了锂金属电池的离子传输应用。

据称，港大研究人员设计的新型单离子导电聚合物电解质克服了上述限制，并导致阳离子电导率至少增加了四倍。他们设计了一种阴离子网状聚合物，能把通过的阴离子捆绑缠绕在其中，透过调控离子选择性电解质的链段运动能力，让阳离子更快地通过。

具体而言，阴离子网状聚合物的结构，由带有支链的聚乙二醇桥接硼根阴离子组成，通过使用不同的聚乙二醇和反应配比，从而调控所得聚合物的链段移动能力。

研究人员表示，这一新设计为研究互穿网络聚合物中的离子传导性能提供新思路，有助于制备新一类高电导率电解质的设计规则。这一全新研究成果已于近期发表在了《化学工程杂志》上。

研究人员说，“我们相信，单离子导电聚合物电解质将开辟新的电池化学技术的可能性，这将彻底改变可充电电池领域，并提供高水平的安全性，高功率密度和长寿命周期。”

“由于过电位低，离子选择性电解质也可以导致快速充电。它可以让电动汽车在喝一杯咖啡的时间内充满电。这一显著优势将开启清洁能源世界的新时代，”他们补充道。

（文章来源：科创板日报）