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科学家开发出橡胶电解质 有望使电动车电池更安全、更持久

2022-01-13 15:07:41
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锂离子电池为许多种技术带来了革命,从智能手机到电动汽车。但是当电池损坏或过热时,总是存在着火灾或爆炸的风险,这主要是由于在电极之间输送锂离子的液体电解质。

固态电解质可以帮助减少这种风险,但它们也带来了自己的问题。它们通常由陶瓷材料制成,可能有些脆弱,而且它们与电极之间的界面可能是不完整的,从而降低了离子在电池中的传导性。

佐治亚理工学院的研究人员说,他们的新弹性电解质为解决这两个问题迈出了步伐。这种橡胶材料可以从电池的颠簸中反弹回来,并与电极保持平稳的连接。这保持了它的高导电性,但也防止了锂枝晶的生长,而锂枝晶往往是电池失效的第一步。

不过,橡胶本身并不是进行导电的部分。它嵌入了一种叫做琥珀腈的材料的导电塑料晶体,而弹性体提供了一个三维支架,使电解质具有形状和稳定性。

在测试中,用新电解质制造的锂金属电池能够在室温下以4.5V的电压运行,在1000个循环中几乎没有容量衰减。100次循环后也没有形成枝晶的迹象。当然,这仍有改进的余地,该团队正在研究如何提高循环时间和离子导电性。该团队表示,这可能最终导致更安全和更持久的电动汽车电池。

“更高的离子传导性意味着你可以在同一时间移动更多的离子,”该研究的主要作者Michael Lee说。“通过增加这些电池的比能量和能量密度,你可以增加电动车的里程数。”

这项研究发表在《自然》杂志上。

责任编辑:bH_0412

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