中國日報網(wǎng)9月8日電 綜合外媒9月7日報道,,美國華人科學(xué)家6日發(fā)表研究論文稱,,他們研制出一種基于水基電解液的新型鋰離子電池,,可以消除目前普遍困擾人們的鋰離子電池爆炸風(fēng)險,。
該論文發(fā)表在6日出版的最新一期美國《焦耳》雜志上,,由在美國馬里蘭大學(xué)的王春生教授,、楊重寅博士以及美國陸軍研究實驗室資深化學(xué)家許康等合作完成,。
英國廣播公司(BBC)網(wǎng)站報道稱,,這種鋰離子電池儲存的能量完全可以滿足家用電器的需求,,而且即使用硬物反復(fù)撞擊都不會起火或爆炸。
論文作者之一許康表示:“在過去,,如果想制造高能量鋰電池,,就必須選擇非水電解質(zhì)電池,但這樣一來電池的安全性就會打折扣,,如果你更看重安全性,,就必須使用水電解質(zhì)電池,比如鎳金屬氫化物電池。現(xiàn)在,,我們的研究表明新型鋰電池既可以擁有高能量,,又具有高安全性?!?/p>
2015年時,,該團(tuán)隊曾研制成功一款水電解質(zhì)電池,但其儲存的能量僅有3伏級,,此次研發(fā)的新型鋰電池達(dá)到了4伏級,。楊重寅等研究人員表示,這是第一次實現(xiàn)水基電解液的4伏級電池,,從原理上說是很重大的基礎(chǔ)性突破,。
他們解釋說,傳統(tǒng)商用化鋰離子電池使用極易燃的有機(jī)電解液,,安全隱患嚴(yán)重,。而用不可燃的水基電解液替換有機(jī)電解液的問題在于,前者電化學(xué)穩(wěn)定窗口一般小于2伏,,一旦電極電壓超過這個數(shù)字,,電解液就失去穩(wěn)定,因此能量密度受限,。
最新研究的關(guān)鍵在于避免鋰金屬或石墨電極直接接觸水基電解液中的水分子而導(dǎo)致還原產(chǎn)氫,。為此,他們開發(fā)出一種非常疏水的膠體保護(hù)層材料,,均勻包覆在電極表面,,有效防止了水分解副反應(yīng)導(dǎo)致的電極失效,。
更關(guān)鍵的是,,他們發(fā)現(xiàn),在最初的充放電循環(huán)中,,保護(hù)層中特定組分在負(fù)極表面原位形成更為致密疏水的固體電解液界面層,,進(jìn)一步鈍化了負(fù)極表面,并且這一固體界面層可在局部破損情況下自我修復(fù),,保證了電池的長期穩(wěn)定性,。
不過,許康表示,,他們的研究成果還需要進(jìn)一步完善,,才能最終實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
(譯者:崔美琴 編輯:嚴(yán)玉潔)
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