新型水基鋰電池能避免爆炸風(fēng)險(xiǎn)
2017年09月11日 9:26 3708次瀏覽 來(lái)源： 科技日?qǐng)?bào) 分類： 鋰
物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道稱，美國(guó)華人科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研制出一款基于水基電解液的新型鋰離子電池，不僅電壓首次達(dá)到筆記本電腦等家用電子產(chǎn)品所需的4伏標(biāo)準(zhǔn)，且能完全避免現(xiàn)有商用鋰電池存在的著火和爆炸危險(xiǎn)。相關(guān)的兩篇論文分別發(fā)表在最近出版的《科學(xué)》和《焦耳》雜志上。
現(xiàn)有電子產(chǎn)品中，鋰離子電池都使用非水性電解液。工作時(shí)，電池電壓必須滿足4伏標(biāo)準(zhǔn)，而在這個(gè)工作電壓下水容易分解，所以鋰電池常用有機(jī)溶劑作為電解液，但這類電解液易燃易爆，可能導(dǎo)致電子產(chǎn)品著火爆炸，存在極大安全隱患。
馬里蘭大學(xué)王春生團(tuán)隊(duì)在2015年就研發(fā)出一種水電解液電池，但電壓最高只能達(dá)到3伏，且其電極性能會(huì)受水溶液影響而下降。此次，王春生團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美陸軍研究實(shí)驗(yàn)室許康等科學(xué)家，合作開(kāi)發(fā)出了這款升級(jí)版水基鋰電池。
研究人員設(shè)計(jì)出一種新型聚合物凝膠涂層，因其特殊的排水性，涂在電極上后，水分子無(wú)法靠近電極表面；首次充電后，凝膠分解形成穩(wěn)定界面，將電極和電解液隔離，阻止水分子在工作電壓下分解。該技術(shù)不僅提高了電池的儲(chǔ)能和充放電性能，還完全規(guī)避了有機(jī)溶劑電解質(zhì)易爆炸的危險(xiǎn)。
雖然新電池的工作電壓已達(dá)到商用水平，但與現(xiàn)有鋰離子電池相比，還有很大的提升空間。比如，新電池的材料成本較高，且只能充放電50次到100次，要想具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，充放電周期必須達(dá)到500次以上。
但不可否認(rèn)的是，新電池背后的電化學(xué)處理方法，對(duì)鈉離子電池、鋰硫電池、鋅鎂多離子電池等電池技術(shù)，以及電鍍和電化學(xué)合成等領(lǐng)域，具有重要借鑒意義。（記者聶翠蓉）
責(zé)任編輯：李峒峒
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