Baterai lithium telah merevolusi perangkat elektronik seluler dan digunakan dalam perangkat energi baru, tetapi peningkatan lebih lanjut dalam kehidupan dan daya akan membutuhkan teknologi baru. Salah satu pilihannya adalah baterai logam lithium, yang memiliki masa pakai baterai lebih lama dan kecepatan pengisian lebih cepat, tetapi ada masalah dengan teknologi ini. Deposit litium, yang disebut dendrit, cenderung tumbuh di anoda dan dapat membentuk korsleting, menyebabkan kegagalan baterai, kebakaran, atau ledakan.

Saat ini, para peneliti dari Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, dan China High Pressure Science and Technology Research Center telah merancang pemisah membran berdasarkan alotrop karbon. Ini disebut graphene, yang bertindak sebagai filter ion lithium untuk mencegah pertumbuhan dendritik [Shangetal. Materi.10(2018) 191-199].

Baterai logam litium memiliki konsep yang mirip dengan baterai litium, tetapi mengandalkan anoda logam litium. Selama proses pelepasan, anoda lithium memberikan elektron ke katoda melalui sirkuit eksternal. Namun, saat pengisian, lithium disimpan di anoda. Dalam proses ini, dendrit yang tidak diinginkan akan terbentuk.

Ini adalah fungsi diafragma. Pemisah membran yang terbuat dari grafit diacetylene ultra-tipis (10nm) (monolayer atom karbon heksagonal dua dimensi yang dihubungkan oleh rantai asam suksinat) memiliki nilai praktis yang penting. Grafit diacetylene tidak hanya memiliki elastisitas dan ketangguhan, tetapi struktur kimianya juga membentuk jaringan pori yang seragam, sehingga hanya satu ion lithium yang dapat melewatinya. Ini mengatur pergerakan ion melalui membran, menghasilkan difusi ion yang sangat seragam. Yang penting, karakteristik ini secara efektif menghambat pertumbuhan dendrit lithium.

Li Yuliang dari Institut Kimia Akademi Ilmu Pengetahuan China, yang memimpin penelitian, menjelaskan bahwa dendrit lithium dapat menstabilkan antarmuka elektrolit padat, sehingga memperpanjang umur perangkat dan daya Coulomb. Mencegah korsleting berbentuk pohon dan mencapai baterai dengan aman.

Para peneliti percaya bahwa film graphene-diethyne dapat mengatasi beberapa masalah pelik yang dihadapi oleh baterai lithium dan baterai logam alkali lainnya.

Li mengatakan bahwa diacetylene grafit adalah bahan pengambil dengan struktur hiper-konjugasi, celah pita yang melekat, struktur makropori alami dan fungsi semikonduktor. Ini memberikan prospek besar untuk memecahkan masalah ilmiah utama di bidang ini.

Data dua dimensi juga sangat sederhana, dan mudah diperoleh dalam kondisi laboratorium umum.

Para peneliti mengatakan kepada wartawan bahwa meskipun lebih banyak pekerjaan perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas film grafit-diacetylene dalam skala besar, kami percaya bahwa grafit-diacetylene mungkin memiliki dampak serius pada keamanan baterai lithium.