受引入木质结构的启发，马里兰大学的工程师们使用改性木材作为锂(Li)金属电池阳极的独特体系结构，旨在防止导致电池失效的一些关键因素。受木材结构的启发，马里兰大学的工程师们使用改性木材作为锂(Li)金属电池阳极的独特架构，旨在防止导致电池失效的一些关键因素。
锂离子在充电电池中穿梭，为手机、笔记本电脑甚至只是灯泡供电。电池充电时，负极：金属锂膨胀；放电时，锂金属会放出气体。这种尺寸的快速变化导致锂金属表面上不希望的分支锂生长。这种损坏会随着时间的推移而累积，并可能导致过热或火灾等安全隐患。MSE博士设计的新颖设计可以提供更安全的锂金属电池。来自张颖的学生可以提高电池的能量密度，从而增加便携式电子产品和电动汽车的可用功率，同时降低电池过热的风险。
在这种新电池中，工程师团队不是将锂离子储存在金属块中，而是将锂金属储存在木材的天然通道中，这些通道曾经用于运送水和养分。
木材充当“酒店”，提供许多房间(通道)来容纳许多客人(锂金属)。当锂金属的“客人”进入这个木制酒店时，它可以容纳所有这些东西，并将它们舒适安全地存放在每个房间，同时保持木匠的刚性外部结构。每个房间的锂金属(物体)的数量可以增加或减少，但整体结构不会损坏或倒塌。
用这种方法制成的电池即使在快速充放电的条件下也能安全工作。电池的电流密度是工程师用来描述锂金属在表面沉积速率的一种度量。高电流密度相当于木质“酒店”进出的客人太多，堆积在门上可能会出问题。当锂离子进入木材“酒店”时，可以通过简单地增加可用的门的数量来避免这些积累，这就是本研究中使用的方法。即使一次进入的锂金属“客人”总数不变，但在给定时间内，只有少数“客人”通过任何一扇门，这称为局部电流密度。
使用大型锂箔的电池(这是一种传统的替代品)就像一个不稳定的酒店，只有一个门供客人进出。电池在高电流密度条件下测试时，其单个车门无法应对大量乘客，因此容易断裂，导致电池内部出现危险。另一方面，木制的“酒店”设计有许多直通道，可以为客人提供大量的门。因此，即使在高电流密度(3 mA)下，锂金属也可以以顺序和可预测的方式固定为单通道/cm2)，并且可以避免可能导致电池失效的Li分支状结构。通过这种方式，天然木材可以帮助工程师为未来制造更强、更稳定的电池。
材料与工程系副教授、大学能源研究中心成员胡说：“这是我们正在进行的利用天然材料改进电池研究的一部分。”“利用自然界的生物结构，我们可以找到灵感来创造新的储能方式，我们也可以使用可再生材料。”
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