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新型水性電池能穩定循環兩千次,有望用于電動汽車等領域

2025-04-17 01:35:00 來源: 科技日報 點擊數:

科技日報記者 劉霞

美國科學家開發出一種水性電池,能穩定循環2000次。鑒于水性電池比非水性鋰電池更安全,其有望成為鋰離子電池的補充,應用于電動汽車等領域。相關研究發表于新一期《自然·納米技術》雜志。

水性電池是一種以水溶液為電解液的電池。與傳統非水性鋰離子電池相比,水性電池使用基于水的電解質,不存在易燃風險,大大降低了使用過程中的安全隱患。此外,相比傳統電池類型,水性電池對環境污染更小,更加環保。水性電池的安全性和環保性特點,有望廣泛應用于儲能系統、電動汽車等領域。

但是,水性電池也有諸多不足之處。首先,由于電解液為水溶液,其離子傳輸速度較慢,導致水性電池的能量密度相對較低。其次,如果水性電池的電解質中出現雜質,會導致電解質的穩定性下降,影響電池壽命和性能表現。這些短板使水性電池目前的應用范圍有限。

為攻克上述難題,在最新研究中,科學家開發出一種水性/有機雙層電解質,而且使用鋰納米簇來增強電解質的性能。這些納米簇由12-冠醚-4和四甘醇二甲醚制成。

這種設計克服了水性電池電解質的問題,增強了電解質的穩定性,也降低了其內部電阻,使電池實現了高循環壽命(2000次循環)。

這種新型水性電池能在0—4.9伏的電壓下工作,比其他類型電池更清潔、更安全,也更容易回收。電池的高生命周期也顯示出非凡的耐用性,為其廣泛應用奠定了堅實基礎。

總編輯圈點:

新型水性電池的突破為新能源領域注入了巨大潛力。這一成果的核心意義,在于以顛覆性技術重構電池安全與環保的邊界。在應用層面,水性電池憑借水性電解質的本征安全性,可大幅降低儲能電站、電動汽車等場所的火災風險,尤其適合對安全冗余要求嚴苛的場所。而其環保特性也更契合當前趨勢,在減少重金屬污染的同時簡化回收流程,推動循環經濟發展。

責任編輯:常麗君

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