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外媒：美國(guó)科學(xué)家研制出不會(huì)爆炸的水鋰電池

時(shí)間:2017-09-08 12:15來(lái)源:參考消息網(wǎng) 作者:綜合報(bào)道

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外媒稱，美國(guó)馬里蘭大學(xué)和美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)所的研究人員首次研發(fā)出使用水鹽溶液作為電解液、且電壓達(dá)到筆記本電腦等家用電器的使用標(biāo)準(zhǔn)4.0伏的鋰離子電池，同時(shí)沒(méi)有目前某些商用的非水鋰電池存在的著火和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。他們的研究結(jié)果刊登在9月6日出版的美國(guó)《焦耳》雜志上。

據(jù)英國(guó)物理科學(xué)新聞網(wǎng)站9月6日?qǐng)?bào)道，研究論文作者之一、美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)所電化學(xué)和材料科學(xué)專家徐康（音）說(shuō)：“過(guò)去，如果想要高能量，就要選擇非水鋰電池，但是需要在安全性上作出妥協(xié)。如果更注重安全性，就要接受低能量，使用鎳氫電池一類(lèi)的水性電池。現(xiàn)在，我們展示了可以同時(shí)獲得高能量和高安全性。”

這項(xiàng)研究基于美國(guó)《科學(xué)》周刊2015年刊載的一項(xiàng)研究。那項(xiàng)研究開(kāi)發(fā)出了類(lèi)似的3.0伏水電解質(zhì)電池，但因所謂的“負(fù)極挑戰(zhàn)”而未能實(shí)現(xiàn)更高電壓。負(fù)極挑戰(zhàn)指的是由石墨或金屬鋰制成的電池一極會(huì)被水電解質(zhì)分解。為了解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電壓從3伏到4伏的跨越，研究論文第一作者、馬里蘭大學(xué)助理研究員楊崇銀（音）設(shè)計(jì)了一種可以涂在石墨或鋰正極上的凝膠聚合物電解質(zhì)涂層。

這種防水涂層可以不讓水分子接近電極表面，并可在首次充電時(shí)分解并形成穩(wěn)定界面——這層薄薄的分解物可將固體正極與液體電解質(zhì)分隔開(kāi)來(lái)。有了這一界面，電池就能使用理想的正極材料，同時(shí)也能提高能量密度和循環(huán)能力。

研究論文作者之一、馬里蘭大學(xué)詹姆斯·克拉克工程學(xué)院化學(xué)和生物分子工程學(xué)教授王春生說(shuō)：“此處的關(guān)鍵創(chuàng)新是創(chuàng)造出可以阻止水與正極接觸的合適的凝膠。”

添加凝膠涂層的新電池與標(biāo)準(zhǔn)非水鋰電池相比提高了安全性，與其他水鋰電池相比提高了能量密度。這款電池的獨(dú)特之處在于，即使界面層遭到損壞（比如電池外層受損），它與鋰或鋰化石墨正極的反應(yīng)也非常緩慢，可以防止金屬直接接觸電解液后導(dǎo)致著火或爆炸。

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文章標(biāo)簽：鋰電池美國(guó) 正極材料水鋰電池

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