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研究人員開(kāi)發(fā)出一種可充電的水基鋅電池

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2022年08月18日  

近日,根據(jù)cnBeta的消息,美國(guó)研究人員開(kāi)發(fā)出一種可充電的水基鋅電池,不僅容量大,壽命長(zhǎng),而且更安全,有望成為目前廣泛使用的鋰電池的理想替代品。該技術(shù)在《自然資源》雜志上發(fā)表,馬里蘭大學(xué)的研究人員在一種新的水和鋅基電池上取得重大突破,或?qū)⒃谖磥?lái)用于手機(jī)電腦等消費(fèi)產(chǎn)品。


對(duì)于電池來(lái)說(shuō),體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、安全性高、制造成本低等都是理想的素質(zhì)要求,但集這些特性于一身的電池目前還難以找到。就拿消費(fèi)電子產(chǎn)品中廣泛使用的鋰電池來(lái)說(shuō),據(jù)悉,鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。


在充放電過(guò)程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極,是現(xiàn)代高性能電池的代表。但是,雖然在容量、體積、壽命等方面鋰電池可圈可點(diǎn),但其爆炸風(fēng)險(xiǎn)卻讓許多人詬病。


而此次美國(guó)馬里蘭大學(xué)、陸軍研究實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院研究人員組成的研究小組,將傳統(tǒng)的鋅電池技術(shù)與水電池技術(shù)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)出了容量更大、安全性更高的可充電電池。他們使用新型的含水電解質(zhì),替代傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的易燃有機(jī)電解質(zhì),大大提高了電池的安全性;而通過(guò)添加金屬鋅以及在電解液中添加鹽,則有效提高了電池的能量密度。


研究人員指出,鋅電池是一種安全且生產(chǎn)成本相對(duì)較低的電池,但能量密度低,壽命也短,因而并不完美。新型水基鋅電池則克服了傳統(tǒng)鋅電池的這些缺點(diǎn),不僅大大提高了電池的能量密度,電池壽命也延長(zhǎng)了許多。而與鋰電池相比,水基鋅電池不僅可在能量密度方面與其一較高下,而且安全得多,不會(huì)有爆炸或引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。


研究人員對(duì)新型水基鋅電池的商業(yè)化前景充滿(mǎn)信心。他們表示,新型電池最終不僅可用于消費(fèi)電子產(chǎn)品,成為鋰電池的有力競(jìng)爭(zhēng)者,還可在太空、深海等極端環(huán)境下使用,在特種航天、深海探測(cè)以及特種領(lǐng)域都有用武之地。

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