新型水基鋰電池能避免爆炸風險
2017年09月11日 9:26 3683次瀏覽 來源： 科技日報 分類： 鋰
物理學家組織網報道稱，美國華人科學家團隊研制出一款基于水基電解液的新型鋰離子電池，不僅電壓首次達到筆記本電腦等家用電子產品所需的4伏標準，且能完全避免現有商用鋰電池存在的著火和爆炸危險。相關的兩篇論文分別發(fā)表在最近出版的《科學》和《焦耳》雜志上。
現有電子產品中，鋰離子電池都使用非水性電解液。工作時，電池電壓必須滿足4伏標準，而在這個工作電壓下水容易分解，所以鋰電池常用有機溶劑作為電解液，但這類電解液易燃易爆，可能導致電子產品著火爆炸，存在極大安全隱患。
馬里蘭大學王春生團隊在2015年就研發(fā)出一種水電解液電池，但電壓最高只能達到3伏，且其電極性能會受水溶液影響而下降。此次，王春生團隊聯合美陸軍研究實驗室許康等科學家，合作開發(fā)出了這款升級版水基鋰電池。
研究人員設計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。該技術不僅提高了電池的儲能和充放電性能，還完全規(guī)避了有機溶劑電解質易爆炸的危險。
雖然新電池的工作電壓已達到商用水平，但與現有鋰離子電池相比，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)競爭優(yōu)勢，充放電周期必須達到500次以上。
但不可否認的是，新電池背后的電化學處理方法，對鈉離子電池、鋰硫電池、鋅鎂多離子電池等電池技術，以及電鍍和電化學合成等領域，具有重要借鑒意義。（記者聶翠蓉）
責任編輯：李峒峒
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