簡(jiǎn)述新型的水基電池

外媒報(bào)道稱，一種新型水基電池部件，或可成為制造安全、高能量、但又不會(huì)爆炸起火的電池的關(guān)鍵。盡管當(dāng)前它的續(xù)航還不如傳統(tǒng)材料，但研究人員希望可為進(jìn)一步的研究奠定基礎(chǔ)。市面上最常見的電池，仍然采用了兩側(cè)都有電極的鋰離子方案。在充放電的過程中，粒子可在兩極間來回移動(dòng)。位于中間的電解質(zhì)，可以幫助粒子的移動(dòng)。然而大多數(shù)情況下，電解質(zhì)都是由易燃的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成。

圖1-典型MD模擬(圖自：cell.com下同)

馬里蘭大學(xué)工程師、兼研究合著者ChunshengWang表示：雖然有防火的水基電解質(zhì)存在，但水并不是很活潑，因此這種安全電池通常也并不強(qiáng)勁。

圖2-水基電解液中的材料穩(wěn)定性/4.0V穩(wěn)定窗口

不過現(xiàn)在，研究人員們已經(jīng)研制出了一種采用新型水基電解質(zhì)的鋰離子電池。這種電解質(zhì)不會(huì)爆炸，并且電壓達(dá)到了4V——與普通郵寄電解質(zhì)不相上下。

圖3-石墨陽極表面涂層的化學(xué)分析

這項(xiàng)研究中的電池，已較其他水基電解液電池好很多。不過它的短板也很明顯——當(dāng)前循環(huán)周期僅70次左右。

圖4-不同4.0V水基鋰電池的充放電電壓/循環(huán)性能

馬里蘭大學(xué)工程師ChongyinYang表示，后續(xù)他們將努力將新型電池的循環(huán)周期提升到500次以上，以便將這項(xiàng)技術(shù)真正推向市場(chǎng)。

圖5-水基電解質(zhì)中的帶電陽極和陰極材料的熱穩(wěn)定性