現(xiàn)如今,絕大部分手機(jī)、手提電腦和新能源電動(dòng)車,選用鋰電池提供動(dòng)力。伴隨著充電速度變的越來(lái)越快,性能提出了更高的要求,這些電池的價(jià)格也成本越來(lái)越高,并且更為易燃。在電池內(nèi)部,正極和負(fù)極兩個(gè)電極浸在液體電解質(zhì)中。電池充放電時(shí),液體電解質(zhì)就會(huì)傳輸離子。水溶液電解質(zhì)因不可燃性而備受矚目。并且,在生產(chǎn)過(guò)程中,和非水電解質(zhì)不同,水溶液電解質(zhì)不容易受水分影響,比較方便操作,性價(jià)比更高。
新型水鋰電池的誕生
Koratkar及其團(tuán)隊(duì),使用一種全新的水溶液電解質(zhì),即water-in-salt電解質(zhì),該電解質(zhì)不容易發(fā)生電解。同時(shí),研究人員選用鋰錳氧化物做正極,用鈮鎢氧化物做負(fù)極。據(jù)Koratkar介紹,鈮鎢氧化物是一種復(fù)雜的氧化物,很早以前從未發(fā)覺(jué)廣泛應(yīng)用水系電池中。事實(shí)證明,氧化鈮鎢的單位體積儲(chǔ)能表現(xiàn)優(yōu)異。從體型角度來(lái)說(shuō),這是迄今為止表現(xiàn)最好的水系鋰電池。
據(jù)介紹,氧化鈮鎢的重量和密度相對(duì)較大,因此,依托于質(zhì)量的儲(chǔ)能能力接近平均水平;由于鈮鎢顆粒在電極中致密堆積,依托于體積的儲(chǔ)能能力是非常高的。這些材料的晶體結(jié)構(gòu),為鋰離子提供通道,使離子快速擴(kuò)散,所以可以快速充電。
Koratkar表示,新電池充電速度快,并且單位體積儲(chǔ)電量大,這在水系電池中很罕見(jiàn)。有關(guān)于新興應(yīng)用來(lái)說(shuō),如便攜式電子設(shè)備、新能源電動(dòng)車和網(wǎng)格數(shù)據(jù)存儲(chǔ),在有限的體型中盡可能多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能量,這一點(diǎn)尤為重要。
新型水鋰電池的特點(diǎn)
目前電子數(shù)碼產(chǎn)品中,鋰離子電池都使用非水性電解液。工作的時(shí)候,充電電壓必須符合4伏標(biāo)準(zhǔn),而在這個(gè)工作電壓下水容易分解,因此鋰電池常用有機(jī)溶劑做為電解液,但是這種電解液易燃易爆,可能會(huì)導(dǎo)致電子數(shù)碼產(chǎn)品著火爆炸,普遍存在很大程度安全事故隱患。