新型水性電池研發(fā)成(chéng)功 跟爆炸說(shuō)再見

2017-09-18

  讓電池在工作時(shí)保持穩定,不會(huì)發(fā)生起(qǐ)火或爆炸是電子設備廠商的努力的方向(xiàng)之一,而最近問世的一種(zhǒng)新型電池技術就(jiù)号稱可以做到(dào)這(zhè)一點。這(zhè)種(zhǒng)水性電池的續航能(néng)力或許不如手機目前在使用的電池,但它對(duì)于解決電池爆炸具有重要意義。

  锂離子電池是目前最常見的電池類型,它的兩(liǎng)端各有一個電導體,或者說(shuō)電極。當電子一端的電極向(xiàng)另一端移動——中間的電解液可幫助電子移動——也就(jiù)産生了電池的充電和放電。

  在大多數情況下,電解液都(dōu)是由易燃的有機化學(xué)物質所制成(chéng)的。雖然防火的水性電解液的确存在,但由于水的活躍性并不高,這(zhè)種(zhǒng)電池的性能(néng)并不是特别強。

  不過(guò)現在,科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種(zhǒng)使用水性電解液的锂離子電池,它沒(méi)有爆炸的危險,同時(shí)也能(néng)達到(dào)4V的電壓——這(zhè)已經(jīng)達到(dào)了普通有機電解液的水平。

  據悉,這(zhè)種(zhǒng)水性電池由馬裡(lǐ)蘭大學(xué)的王春生教授以及他所帶領的團隊所開(kāi)發(fā)。在兩(liǎng)年前,王教授的團隊就(jiù)開(kāi)發(fā)出了能(néng)達到(dào)3V電壓的水性電解液。雖然這(zhè)種(zhǒng)電解液很安全,但卻會(huì)緻使電極降解,因此無法保存太多電能(néng)。

  不過(guò)這(zhè)一次,研究團隊開(kāi)發(fā)出的水性電解液擁有一個隻有有機電解液才有的功能(néng):可避免電極降解的固體塗層。

  在使用有機電解液的锂離子電池當中,部分化學(xué)元素會(huì)在首次充電時(shí)分解成(chéng)一種(zhǒng)固體保護層附著(zhe)在電極表面(miàn),它被(bèi)叫(jiào)做“固體電解質界面(miàn)膜”(SEI)。

  水性電解液一般沒(méi)有SEI,因為分解水不會(huì)生成(chéng)任何的化學(xué)物質來形成(chéng)固态層。但研究團隊制作出的這(zhè)種(zhǒng)電解液擁有非常高的鹽濃度,可以生成(chéng)SEI。如此一來,電池的安全性不僅更有保障,電極也得到(dào)了保護,可以保存更多的電能(néng)。

  雖然這(zhè)種(zhǒng)電池已經(jīng)比其他水性電池更優秀了,但依然存在一個很大的限制:它們的壽命大約隻有70個充電循環,而電池廠商希望至少能(néng)達到(dào)500個。“下一步(我們會(huì))延長(cháng)充電循環,”研究團隊成(chéng)員Chongyin Yang表示,“我們非常希望將(jiāng)把這(zhè)項技術投入商業應用并推向(xiàng)市場。”(原作者:Angela Chen,編譯:肖恩)


     來源:騰訊數碼

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