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固态电解质电池 储能提高五倍
2015-10-20   来源:环保卫视 编辑:AliCare   点击数: 次  

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  电池保护:显微图片显示,具有纳米结构的粉状材料(右)可以增强导电性。

      由美国橡树岭国家实验室的研究人员开发出的一种电解质,可以使锂离子电池的储能量比现在高出5-10倍,而且比最近波音787梦想客机上起火的电池更安全。

  尽管波音787起火的原因还没有确定,但波音公司本可以选择更安全的电极材料来降低起火的风险,但在电解质材料上的选择就少得多了。电解质的存在作用是让电流流过电池。即使是使用相对安全的电极的锂离子电池,也仍然在使用易燃的液态电解质。

  固态电解质更安全,但要使其导电性增强至满足电池使用要求是很困难的。橡树岭国家实验室的研究人员找到了让一种固态电解质呈现纳米结构形式的简单方法,这一成果发表在最新一期的《美国化学学会会刊》上。纳米结构使材料的导电性提高了1000倍,足以在锂离子电池中使用。研究人员还表明,这种新材料与高能电极之间是相容的。

  这种固态电解质的导电性不如液态电解质,但是研究人员表示,他们的方法之一就是可以把电解质部分做的极薄,来补偿这一不足。尽管如此,这种电池的充电速度和提供的能量都不可能与液态电解质相比,但在许多应用中这并不是问题。比如电动汽车,凭借电池的绝对数量让其很容易获得足够的动力。

  固态电解质不仅能让电池更安全,也让电池可以使用能量更高的电极材料。所以,虽然这些电池提供的能量比今天的锂离子电池低,但能够储存的总能量则要高得多。所以就可以使用小巧得多的电池,节约飞机上的空间,降低飞机负重,还能大大降低电动汽车的成本。

  固态电解质可能尤其适合锂硫电池使用,这种电池可以储存大量能量,但存在安全问题,而且其可用充电次数不足以维持到车辆的使用寿命。锂金属电极可能导致短路或起火。固态电解质可以稳定锂金属,起到屏障作用以防止短路。这些电池中的硫电极在使用液态电解质时同样容易分解,一些硫会溶解在液体中流失。固态电解质能防止这种情况发生。

  该研究还处于早期阶段。到目前为止,研究人员只制造出半英寸大小的小型测试电池。而与固态电解质与锂硫电池的兼容性测试的结果尚未公布。

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