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据物理学家网络报道,一组美国华裔科学家开发了一种基于水基电解质的新型锂离子电池,不仅首次达到笔记本电脑等家用电子产品要求的4伏标准,而且完全避免了现有商用锂电池的火灾和爆炸风险。与本发明相关的两篇论文分别发表在最近出版的《科学》和《焦耳》杂志上。

美国华人科学家制出新型锂电池

在现有的电子产品中,锂离子电池都使用非水电解液。工作时,电池电压必须达到4伏的标准,在此工作电压下,水容易分解,所以锂电池经常使用有机溶剂作为电解液,但这种电解液易燃易爆,可能导致电子产品着火爆炸,存在很大的安全隐患。

美国华人科学家制出新型锂电池

2015年,马里兰大学的王春生团队开发了一种水电解质电池,但最大电压只能达到3伏,其电极性能会受到水溶液的影响。这一次,王春生团队与美国陆军研究实验室的徐康等科学家合作开发了这种升级的水基锂电池。

美国华人科学家制出新型锂电池

研究人员开发了一种新型聚合物凝胶涂层。由于其特殊的排水性,水分子涂在电极上后无法接近电极表面;第一次充电后,凝胶分解形成稳定的界面,将电极与电解质分开,防止水分子在工作电压下分解。该技术不仅提高了电池的储能和充放电性能,而且完全避免了有机溶剂和电解质的爆炸风险。

美国华人科学家制出新型锂电池

虽然新电池的工作电压已经达到商用水平,但与现有的锂离子电池相比,仍有/0//的较大提高。例如,新电池的材料成本很高,只能充放电50到100次。为了获得商业竞争优势,充电和放电周期必须达到500次以上。

美国华人科学家制出新型锂电池

然而,不可否认的是,新型电池背后的电化学处理方法对于钠离子电池、锂硫电池和锌镁多离子电池等电池技术以及电镀和电化学合成都具有重要的借鉴意义。

来源:联合新闻网

标题:美国华人科学家制出新型锂电池

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