แบตเตอรี่ลิเธียมได้ปฏิวัติอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เคลื่อนที่และใช้ในอุปกรณ์พลังงานใหม่ แต่การปรับปรุงชีวิตและพลังงานเพิ่มเติมจะต้องใช้เทคโนโลยีใหม่ ทางเลือกหนึ่งคือแบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลซึ่งมีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานขึ้นและความเร็วในการชาร์จเร็วขึ้น แต่เทคโนโลยีนี้มีปัญหา คราบลิเธียมที่เรียกว่าเดนไดรต์มีแนวโน้มที่จะเติบโตบนขั้วบวกและอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ทำให้แบตเตอรี่ขัดข้อง ไฟไหม้หรือการระเบิด

ในปัจจุบัน นักวิจัยจากสถาบันเคมี สถาบันวิทยาศาสตร์จีน มหาวิทยาลัยแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีน และศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแรงดันสูงแห่งประเทศจีน ได้ออกแบบเครื่องแยกเมมเบรนโดยใช้คาร์บอนอัลโลโทรป เรียกว่ากราฟีน ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกรองลิเธียมไอออนเพื่อป้องกันการเติบโตของเดนไดรต์ [Shangetal. วัสดุ.10(2018) 191-199.

แบตเตอรี่ลิเธียมเมทัลมีแนวคิดคล้ายกับแบตเตอรี่ลิเธียม แต่ต้องใช้แอโนดโลหะลิเธียม ระหว่างกระบวนการคายประจุ ลิเธียมแอโนดจะให้อิเล็กตรอนกับแคโทดผ่านวงจรภายนอก อย่างไรก็ตาม เมื่อทำการชาร์จ ลิเธียมจะสะสมอยู่ที่แอโนด ในกระบวนการนี้ เดนไดรต์ที่ไม่ต้องการจะก่อตัวขึ้น

นี่คือหน้าที่ของไดอะแฟรม ตัวแยกเมมเบรนที่ทำจากแกรไฟต์ไดอะเซทิลีนบางเฉียบ (10 นาโนเมตร) (โมโนเลเยอร์ของอะตอมคาร์บอนหกเหลี่ยมสองมิติที่เชื่อมต่อกันด้วยสายกรดซัคซินิก) มีคุณค่าทางปฏิบัติที่สำคัญ ไดอะเซทิลีนกราไฟท์ไม่เพียงแต่มีความยืดหยุ่นและความเหนียวเท่านั้น แต่โครงสร้างทางเคมีของมันยังสร้างโครงข่ายรูพรุนที่สม่ำเสมอ ทำให้อนุญาตให้ลิเธียมไอออนเพียงตัวเดียวผ่านเข้าไปได้ สิ่งนี้ควบคุมการเคลื่อนที่ของไอออนผ่านเมมเบรน ส่งผลให้มีการแพร่กระจายของไอออนที่สม่ำเสมอสูง ที่สำคัญ คุณลักษณะนี้ยับยั้งการเจริญเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Li Yuliang จากสถาบันเคมีแห่ง Chinese Academy of Sciences ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัย อธิบายว่าลิเธียม dendrites สามารถรักษาเสถียรภาพของอินเทอร์เฟซอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งจะช่วยยืดอายุของอุปกรณ์และพลังงานของคูลอมบ์ ป้องกันการลัดวงจรของต้นไม้และเข้าถึงแบตเตอรี่ได้อย่างปลอดภัย

นักวิจัยเชื่อว่าฟิล์มกราฟีน-ไดเอทธีนสามารถเอาชนะปัญหาหนามที่แบตเตอรี่ลิเธียมและแบตเตอรี่โลหะอัลคาไลน์อื่นๆ เผชิญได้

Li กล่าวว่ากราไฟท์ไดอะเซทิลีนเป็นวัสดุที่ดึงออกมาซึ่งมีโครงสร้างไฮเปอร์คอนจูเกต, ช่องว่างของแถบคาดโดยธรรมชาติ, โครงสร้างที่มีรูพรุนตามธรรมชาติ และฟังก์ชันเซมิคอนดักเตอร์ เป็นโอกาสอันดีในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญในสาขานี้

ข้อมูลสองมิตินั้นง่ายมาก และง่ายต่อการได้รับภายใต้สภาวะห้องปฏิบัติการทั่วไป

นักวิจัยกล่าวกับผู้สื่อข่าวว่าถึงแม้จะต้องทำงานมากขึ้นเพื่อปรับปรุงคุณภาพของฟิล์มกราไฟท์-ไดอะเซทิลีนในวงกว้าง แต่เราเชื่อว่ากราไฟท์-ไดอะเซทิลีนอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม