Літыевыя батарэі зрабілі рэвалюцыю ў мабільных электронных прыладах і выкарыстоўваюцца ў новых энергетычных прыладах, але далейшае паляпшэнне жыцця і магутнасці запатрабуе новых тэхналогій. Адным з варыянтаў з’яўляюцца літыевыя металічныя батарэі, якія маюць большы тэрмін службы батарэі і больш высокую хуткасць зарадкі, але з гэтай тэхналогіяй ёсць праблемы. Адклады літыя, званыя дендрытамі, маюць тэндэнцыю расці на анодзе і могуць утвараць кароткае замыканне, выклікаючы выхад батарэі, пажар або выбух.

У цяперашні час даследчыкі з Інстытута хіміі Кітайскай акадэміі навук, Універсітэта Кітайскай акадэміі навук і Кітайскага навукова-даследчага цэнтра высокага ціску распрацавалі мембранны сепаратар на аснове вугляродных алатропаў. Ён называецца графен, які дзейнічае як літый-іённы фільтр для прадухілення росту дэндрытаў [Shangetal. Матэрыял.10(2018) 191-199].

Літыевыя металічныя батарэі па сваёй канцэпцыі падобныя на літыевыя батарэі, але абапіраюцца на металічныя літыевыя аноды. Падчас працэсу разраду літыевы анод забяспечвае электронамі катод праз знешні ланцуг. Аднак пры зарадцы літый адкладаецца на анодзе. У гэтым працэсе будуць утварацца непатрэбныя дендрыты.

Гэта функцыя дыяфрагмы. Важнае практычнае значэнне мае мембранны сепаратар з ультратонкага (10 нм) графіт-дыяцэтылену (двухмерны шасцікутны монаслой атама вугляроду, злучаны ланцужкамі бурштынавай кіслаты). Графіт-дыяцэтылен валодае не толькі эластычнасцю і трываласцю, але яго хімічная структура таксама ўтварае аднастайную сетку пор, прапускаючы толькі адзін іён літыя. Гэта рэгулюе рух іёнаў праз мембрану, што прыводзіць да вельмі раўнамернай дыфузіі іёнаў. Важна, што гэтая характарыстыка эфектыўна тармозіць рост дендрытаў літыя.

Лі Юльян з Інстытута хіміі Акадэміі навук Кітая, які ўзначальваў даследаванне, растлумачыў, што дендрыты літыя могуць стабілізаваць інтэрфейс цвёрдага электраліта, тым самым падаўжаючы тэрмін службы прылады і кулоновскую магутнасць. Прадухіліць кароткае замыканне ў форме дрэва і бяспечна дабрацца да акумулятара.

Даследчыкі лічаць, што графен-дыэтынавыя плёнкі могуць пераадолець некаторыя складаныя праблемы, з якімі сутыкаюцца літыевыя батарэі і іншыя батарэі з шчолачнымі металамі.

Лі сказаў, што графітавы дыяцэтылен з’яўляецца геттерным матэрыялам з гіперспалучанай структурай, уласцівай зазоннай зонай, натуральнай макрапорыстай структурай і паўправадніковай функцыяй. Гэта дае велізарную перспектыву для вырашэння асноўных навуковых задач у гэтай галіне.

Двухмерныя дадзеныя таксама вельмі простыя, і іх лёгка атрымаць у агульных лабараторных умовах.

Даследчыкі сказалі журналістам, што, хоць для паляпшэння якасці графіт-дыяцэтыленавых плёнак у вялікіх маштабах неабходна правесці больш працы, мы лічым, што графіт-дыяцэтылен можа аказаць сур’ёзны ўплыў на бяспеку літыевых батарэй.