Լիթիումի մարտկոցները հեղափոխել են շարժական էլեկտրոնային սարքերը և օգտագործվում են էներգիայի նոր սարքերում, սակայն կյանքի և էներգիայի հետագա բարելավումը կպահանջի նոր տեխնոլոգիաներ: Տարբերակներից մեկը լիթիումային մետաղական մարտկոցներն են, որոնք ունեն մարտկոցի ավելի երկար կյանք և ավելի արագ լիցքավորման արագություն, սակայն այս տեխնոլոգիայի հետ կապված խնդիրներ կան։ Լիթիումի նստվածքները, որոնք կոչվում են դենդրիտներ, հակված են աճել անոդի վրա և կարող են կարճ միացում առաջացնել՝ առաջացնելով մարտկոցի խափանում, հրդեհ կամ պայթյուն:

Ներկայումս Քիմիայի ինստիտուտի, Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի, Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի և Չինաստանի բարձր ճնշման գիտության և տեխնոլոգիաների հետազոտական ​​կենտրոնի հետազոտողները նախագծել են ածխածնի ալոտրոպների վրա հիմնված թաղանթային բաժանարար: Այն կոչվում է գրաֆեն, որը հանդես է գալիս որպես լիթիումի իոնային զտիչ՝ կանխելու դենդրիտների աճը [Shangetal. Նյութ.10(2018) 191-199].

Լիթիումի մետաղական մարտկոցները հայեցակարգով նման են լիթիումային մարտկոցներին, բայց հիմնված են լիթիումի մետաղական անոդների վրա: Լիցքաթափման գործընթացում լիթիումի անոդը արտաքին շղթայի միջոցով էլեկտրոններ է մատակարարում կաթոդին: Այնուամենայնիվ, լիցքավորման ժամանակ լիթիումը նստում է անոդի վրա: Այս գործընթացում կձևավորվեն անցանկալի դենդրիտներ:

Սա դիֆրագմայի գործառույթն է: Գերբարակ (10 նմ) ​​գրաֆիտ դիացետիլենից (ածխածնի ատոմի երկչափ վեցանկյուն միաշերտ, որը միացված է սուկինաթթվի շղթաներով) պատրաստված թաղանթային բաժանարարը կարևոր գործնական արժեք ունի։ Գրաֆիտ դիացետիլենը ոչ միայն ունի առաձգականություն և ամրություն, այլև նրա քիմիական կառուցվածքը ձևավորում է միատեսակ ծակոտկեն ցանց, որը թույլ է տալիս անցնել միայն մեկ լիթիումի իոն: Սա կարգավորում է իոնների շարժումը մեմբրանի միջով, ինչի արդյունքում իոնների բարձր միասնական դիֆուզիոն է տեղի ունենում: Կարևորն այն է, որ այս հատկանիշն արդյունավետ կերպով արգելակում է լիթիումի դենդրիտների աճը:

Չինաստանի Գիտությունների ակադեմիայի քիմիայի ինստիտուտից Լի Յուլիանգը, ով ղեկավարել է հետազոտությունը, բացատրել է, որ լիթիումի դենդրիտները կարող են կայունացնել պինդ էլեկտրոլիտի միջերեսը՝ դրանով իսկ երկարացնելով սարքի կյանքը և Կուլոնի հզորությունը: Կանխեք ծառի ձևով կարճ միացում և ապահով հասեք մարտկոցին:

Հետազոտողները կարծում են, որ գրաֆեն-դիետինային թաղանթները կարող են հաղթահարել լիթիումային մարտկոցների և ալկալային մետաղի այլ մարտկոցների հետ կապված որոշ փշոտ խնդիրներ:

Լին ասաց, որ գրաֆիտային դիացետիլենը ստացող նյութ է, որն ունի հիպերկոնյուգացված կառուցվածք, բնորոշ գոտի բացվածք, բնական մակրածակոտային կառուցվածք և կիսահաղորդչային ֆունկցիա: Այն հսկայական հեռանկար է տալիս այս ոլորտում գիտական ​​խոշոր խնդիրների լուծման համար։

Երկչափ տվյալները նույնպես շատ պարզ են, և դրանք հեշտ է ստանալ ընդհանուր լաբորատոր պայմաններում։

Հետազոտողները լրագրողներին ասացին, որ թեև ավելի շատ աշխատանք պետք է արվի գրաֆիտ-դիացետիլենային թաղանթների որակը մեծ մասշտաբով բարելավելու համար, մենք կարծում ենք, որ գրաֆիտ-դիացետիլենը կարող է լուրջ ազդեցություն ունենալ լիթիումային մարտկոցների անվտանգության վրա: