锂电池已经彻底改变了移动电子设备并应用于新能源设备，但进一步提高寿命和功率还需要新技术。 一种选择是锂金属电池，它具有更长的电池寿命和更快的充电速度，但这种技术存在问题。 锂沉积物，称为枝晶，倾向于在阳极上生长并形成短路，导致电池故障、火灾或爆炸。

目前，中国科学院化学研究所、中国科学院大学和中国高压科学技术研究中心的研究人员设计了一种基于碳同素异形体的膜分离器。 它被称为石墨烯，它充当锂离子过滤器以防止枝晶生长 [Shangetal. Material.10(2018) 191-199]。

锂金属电池在概念上与锂电池相似，但依赖于锂金属阳极。 在放电过程中，锂阳极通过外电路向阴极提供电子。 然而，充电时，锂会沉积在阳极上。 在这个过程中，会形成不需要的树突。

这就是横膈膜的作用。 由超薄（10nm）石墨丁二炔（由琥珀酸链连接的二维六方碳原子单层）制成的膜分离器具有重要的实用价值。 石墨丁二炔不仅具有弹性和韧性，而且其化学结构还形成了均匀的孔网，只允许一个锂离子通过。 这调节离子穿过膜的运动，导致离子高度均匀的扩散。 重要的是，这种特性有效地抑制了锂枝晶的生长。

领导这项研究的中国科学院化学研究所的李玉良解释说，锂枝晶可以稳定固体电解质界面，从而延长器件的寿命和库仑功率。 防止树形短路，安全到达电池。

研究人员认为，石墨烯-二乙炔薄膜可以克服锂电池和其他碱金属电池面临的一些棘手问题。

李说，石墨丁二炔是一种具有超共轭结构、固有带隙、天然大孔结构和半导体功能的吸气材料。 为解决该领域的重大科学问题提供了广阔的前景。

二维数据也很简单，一般实验室条件下很容易得到。

研究人员告诉记者，虽然需要做更多的工作来大规模提高石墨-丁二炔薄膜的质量，但我们认为石墨-丁二炔可能会对锂电池的安全性产生严重影响。