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新型锂金属电池攻克易燃难题

2023年11月13日 09:52:01 来源:科技日报 作者:张佳欣

  过去几十年来,手机、笔记本电脑和其他个人设备的蓬勃发展得益于锂离子电池,但随着气候变化,要求为电动汽车和电网规模的可再生能源储存提供更强大的电池,锂离子技术可能已经不再够用。锂金属电池的理论容量比锂离子电池大一个数量级,但其缺点是“易燃易爆炸”。据11月9日发表在《物质》杂志上的论文,美国芝加哥大学研究人员提出了一种解决这个长达数十年的问题的方法:使用无溶剂的无机熔盐来制造高能量密度、安全的电池。

  研究人员表示,他们开发出一种非易燃、不挥发的系统,它很安全,相比于锂离子电池,可以将能量密度提高2倍。

  传统的锂金属电池依赖于一种电解液,这种电解液是将锂盐溶解在溶剂中制成的。那些易挥发、易燃的溶剂引发了安全问题。为了解决这个问题,研究人员尝试了不同的溶剂,或者修改了盐的浓度。这样的尝试一直存在一种取舍:使用固态无机物作为电解液的电池更安全;使用液体电解液的电池更强大。结果要么是不安全的电池,要么是没有达到锂金属电池巨大理论能力的电池。

  芝加哥大学团队此次采取了一种新颖的方法。他们通过熔化而非溶解锂盐来使其成为液体。这就需要创造一种在低温下熔化的新盐成分。挑战在于达到锂盐熔化的温度,但电池其他部分的锂金属却不会熔化。

  纯氯化锂在略高于600℃的温度下熔化,锂金属在180℃熔化,这意味着任何有用的熔盐电解液都必须具有低得多的熔点。于是,研究团队创造了一种在45℃熔化的盐,获得了一种可以在80℃—100℃下安全运行的强大电池。

  研究团队还在继续研究熔点更低的盐成分,最终目标是研制一种在室温下安全运行的强大的锂金属电池。

[编辑: 陈嘉宜]
(本文来源:科技日报)
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