鋰電池已經徹底改變了移動電子設備並應用於新能源設備，但進一步提高壽命和功率還需要新技術。 一種選擇是鋰金屬電池，它具有更長的電池壽命和更快的充電速度，但這種技術存在問題。 鋰沉積物，稱為枝晶，傾向於在陽極上生長並形成短路，導致電池故障、火災或爆炸。

目前，中國科學院化學研究所、中國科學院大學和中國高壓科學技術研究中心的研究人員設計了一種基於碳同素異形體的膜分離器。 它被稱為石墨烯，它充當鋰離子過濾器以防止枝晶生長 [Shangetal. Material.10(2018) 191-199]。

鋰金屬電池在概念上與鋰電池相似，但依賴於鋰金屬陽極。 在放電過程中，鋰陽極通過外電路向陰極提供電子。 然而，充電時，鋰會沉積在陽極上。 在這個過程中，會形成不需要的樹突。

這就是橫膈膜的作用。 由超薄（10nm）石墨丁二炔（由琥珀酸鏈連接的二維六方碳原子單層）製成的膜分離器具有重要的實用價值。 石墨丁二炔不僅具有彈性和韌性，而且其化學結構還形成了均勻的孔網，只允許一個鋰離子通過。 這調節離子穿過膜的運動，導致離子高度均勻的擴散。 重要的是，這種特性有效地抑制了鋰枝晶的生長。

領導這項研究的中國科學院化學研究所的李玉良解釋說，鋰枝晶可以穩定固體電解質界面，從而延長器件的壽命和庫侖功率。 防止樹形短路，安全到達電池。

研究人員認為，石墨烯-二乙炔薄膜可以克服鋰電池和其他鹼金屬電池面臨的一些棘手問題。

李說，石墨丁二炔是一種具有超共軛結構、固有帶隙、天然大孔結構和半導體功能的吸氣材料。 為解決該領域的重大科學問題提供了廣闊的前景。

二維數據也很簡單，一般實驗室條件下很容易得到。

研究人員告訴記者，雖然需要做更多的工作來大規模提高石墨-丁二炔薄膜的質量，但我們認為石墨-丁二炔可能對鋰電池的安全性產生嚴重影響。