鉅大LARGE | 點擊量：1367次 | 2018年12月08日
新一代鋰離子電池可在極端條件下工作
鋰離子電池已成為消費電子、特種和特種航天系統(tǒng)的首選儲能方式。但鋰離子電池中使用的有機電解質(zhì)的潛在安全隱患仍然是一個被持續(xù)關(guān)注的問題。
還記得前幾年有關(guān)美國懸滑板爆炸的報道嗎？罪魁禍首就是劣質(zhì)的鋰離子電池，它含有高度易燃、有毒、和對潮濕環(huán)境敏感的電解質(zhì)。
約翰斯霍普金斯大學應(yīng)用物理實驗室的一個科學家小組，此前與來自馬里蘭大學和美國陸軍研究實驗室的研究人員合作，共同研發(fā)出了一種新的柔性鋰離子電池，安全性較高，且能在切割、下沉和彈道沖擊等極端條件下工作。
在他們的題為《兼具高能量密度和功率密度的柔性水性鋰電池》的研究論文中，科學家們描述了他們的工作，并表示這種新型高濃度水基電解質(zhì)“可以解決傳統(tǒng)鋰離子電池不穩(wěn)定的問題”。
該團隊以最少的包裝在露天實驗這種鋰離子電池時，只使用一些電子絕緣的耐熱膠帶來保持它的位置。在他們的演示中，電池沒有任何安全顧慮地為電機持續(xù)供電。為了充分展示其安全潛力，研究小組在電池運行時進行了一系列的測試，包括切割電池，浸泡海水，并在APL設(shè)備上進行了彈道沖擊測試。而傳統(tǒng)鋰離子電池幾乎沒有可能承受這些測試。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
顯然，這些測試不僅沒有造成災難性的失敗，而且電池能保持其性能，即使在沒有受到損壞的情況下，使其完全暴露在空氣和水中，仍能持續(xù)為負載供電。
鹽水電解質(zhì)的超凡安全性源自水與高濃度鹽的緊密結(jié)合，并且電解質(zhì)具有輕微的疏水性，意味著它排斥水。
該小組正在尋找機會將該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給軍方。
APL高級研究科學家兼首席研究員KostasGerasopoulos說：“我們想展示這種技術(shù)在實際應(yīng)用中的真正意義，特別是對軍隊來說，在任務(wù)中，當士兵們暴露在極端的環(huán)境下時，它保證安全和保持性能的優(yōu)勢是前所未有的。”
雖然這種新一代柔性電池已經(jīng)表現(xiàn)出了相當大的上商業(yè)潛力，但它們?nèi)蕴幱谠碗A段。
Gerasopoulos表示，“這項工作雖然證明了我們可以制造安全的鋰離子電池，并具有承受極端環(huán)境的優(yōu)勢。但我們希望進一步提高電解質(zhì)的穩(wěn)定性和電池的能量密度。”
作為大部分電子產(chǎn)品的供電來源，鋰離子電池幾乎在遍布電子產(chǎn)品的現(xiàn)代化社會中扮演著尤為重要的角色，然而目前的技術(shù)能力仍然無法解決能量密度低和使用壽命的短板，新的技術(shù)不僅讓這種鋰離子電池獲得了較高的能量密度和極端環(huán)境下的工作能力，也讓我們看到了其商業(yè)化的巨大潛力，對于鋰離子電池技術(shù)的相關(guān)技術(shù)趨勢TechPower科技力會持續(xù)跟進報道。
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