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美國大學研發(fā)不起火鋰離子電池 可被水浸/被切割/承受彈道沖擊

鉅大LARGE  |  點擊量:1117次  |  2020年05月13日  

智能手機、筆記本電腦、電子煙、電動汽車等都要用到鋰離子電池,而鋰離子電池因為能量密度極高、使用壽命長、在出現(xiàn)故障前可反復充電,從而擊敗了其他替代能源。不過,雖然鋰離子電池有很多優(yōu)點,其還是有一個大問題:當鋰離子電池過熱時,會著火,造成災難性結(jié)果。


(圖片來源:約翰霍普金斯大學)


據(jù)外媒報道,美國約翰霍普金斯大學(JohnsHopkins)應用物理實驗室正在研發(fā)一款不會著火的新型鋰離子電池。研究人員表示,最近研發(fā)工作取得了突破,研發(fā)的新電池很薄且柔韌,與現(xiàn)在的鋰離子電池不同。現(xiàn)在的鋰離子電池必須封裝在堅硬的圓柱形或多邊形電池罩中,以隔離不穩(wěn)定、易爆炸的成分。而霍普金斯大學研發(fā)的電池很堅固,可浸在水中、被切割,甚至承受彈道沖擊。


在電池中,液體電解質(zhì)會在兩個電極之間傳送電子,為設(shè)備供應電流。標準鋰離子電池的電解質(zhì)含有有機溶劑,雖然此種溶劑很高效,卻也易燃。因此,研究人員研發(fā)了一種新型電解質(zhì),采用可溶解在水中的鋰鹽作為易燃溶劑。此種電解質(zhì)是一種聚合物基質(zhì)(基本就是塑料海綿)能夠吸收水,最終制成了一種可彎曲、柔軟、類似透鏡的電解質(zhì)。


通常情況下,鋰離子電池的電極呈箔狀,假如彎曲得太厲害,就會起皺并且損壞。而霍普金斯大學的電極采用一種柔性薄膜Kapton制成,此種薄膜通常用于航天設(shè)備,以防受極端溫度影響。此外,Kapton是一種現(xiàn)成的材料,從而可降低電池成本以及電池生產(chǎn)的復雜性。


目前該款新電解質(zhì)的電壓為4.1伏,雖然不如傳統(tǒng)鋰離子電池的電壓,但是已經(jīng)很接近。霍普金斯大學團隊還希望能夠?qū)㈦姵氐难h(huán)壽命從能充電100次新增到1000次,與目前普通電池的性能相同。假如繼續(xù)調(diào)整該聚合物的化學性,讓電池的電化學性能更穩(wěn)定,應該能夠?qū)崿F(xiàn)上述兩個目標。


美國大學研發(fā)不起火鋰離子電池可被水浸/被切割/承受彈道沖擊


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