据外媒报道,美国马里兰大学和美国陆军研究研究所的研究人员首次使用水盐溶液作为电解质,电压开发了笔记本电脑等家用电器的使用标准:4.0伏锂离子电池,目前没有部分商用非锂电池的火灾和爆炸危险。他们的研究结果刊登在9月6日出版的美国《焦耳》杂志上。

英国物理科学新闻网站9月6日的研究论文作者之一、美国陆军研究实验所电化学及材料科学专家徐强(徐强)报道说:“过去,如果想要高能,就必须选择非水锂电池,但必须在安全性上妥协。”如果更注重安全,就要接受低能量,使用镍、氢电池等水性电池。现在表明,我们可以同时获得高能量和高安全性。" "

这项研究是基于美国《科学》周刊2015年发表的研究。该研究开发了类似的3.0伏电解质电池,但由于所谓的“负挑战”,没有达到更高的电压。阴极挑战是指由石墨或金属锂制成的电池单极被水电解质分解。为了解决这个问题,实现从3伏到4伏的电压,研究论文第一作者、马里兰大学助理研究员杨崇恩(音)设计了涂在石墨或锂阳极上的凝胶聚合物电解质涂层。

这种防水涂层可以防止水分子接近电极表面,第一次充电时分解,使稳定的界面——形成薄的分解物,使固体阳极与液体电解质分离。通过这个接口,电池不仅可以使用理想的正极材料,还可以提高能量密度和循环能力。

研究论文作者之一马里兰大学James Clarke工程学院化学与生物分子工程教授王春生说:“这里的一个重要创新是制造适当的凝胶,防止水与两极接触。”

添加凝胶涂层的新电池与标准非水锂电池相比提高了安全性,与其他水锂电池相比提高了能量密度。这种电池的独特之处在于,即使界面层受损(例如电池外层受损),对锂或锂石墨阳极的反应也非常缓慢,可以防止金属直接接触电解质后发生火灾或爆炸。

相关推荐