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美国大学研发不起火锂离子电池 可被水浸/被切割/承受弹道冲击

2020-05-26   点击量:22

智能手机、笔记本电脑、电子烟、电动汽车等都要用到锂离子电池,而锂离子电池因为能量密度极高、使用寿命长、在出现故障前可反复充电,从而击败了其他替代能源。不过,虽然锂离子电池有很多优点,其还是有一个大问题:当锂离子电池过热时,会着火,造成灾难性结果。


(图片来源:约翰霍普金斯大学)


据外媒报道,美国约翰霍普金斯大学(JohnsHopkins)应用物理实验室正在研发一款不会着火的新型锂离子电池。研究人员表示,最近研发工作取得了突破,研发的新电池很薄且柔韧,与现在的锂离子电池不同。现在的锂离子电池必须封装在坚硬的圆柱形或多边形电池罩中,以隔离不稳定、易爆炸的成分。而霍普金斯大学研发的电池很坚固,可浸在水中、被切割,甚至承受弹道冲击。


在电池中,液体电解质会在两个电极之间传送电子,为设备供应电流。标准锂离子电池的电解质含有有机溶剂,虽然此种溶剂很高效,却也易燃。因此,研究人员研发了一种新型电解质,采用可溶解在水中的锂盐作为易燃溶剂。此种电解质是一种聚合物基质(基本就是塑料海绵)能够吸收水,最终制成了一种可弯曲、柔软、类似透镜的电解质。


通常情况下,锂离子电池的电极呈箔状,假如弯曲得太厉害,就会起皱并且损坏。而霍普金斯大学的电极采用一种柔性薄膜Kapton制成,此种薄膜通常用于航天设备,以防受极端温度影响。此外,Kapton是一种现成的材料,从而可降低电池成本以及电池生产的复杂性。


目前该款新电解质的电压为4.1伏,虽然不如传统锂离子电池的电压,但是已经很接近。霍普金斯大学团队还希望能够将电池的循环寿命从能充电100次新增到1000次,与目前普通电池的性能相同。假如继续调整该聚合物的化学性,让电池的电化学性能更稳定,应该能够实现上述两个目标。


美国大学研发不起火锂离子电池可被水浸/被切割/承受弹道冲击


钜大特种电池工程研究院

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