雪城大學(xué)研發(fā)新型固態(tài)鋁離子電池 或可替代鋰離子電池

私人、公共和商業(yè)運(yùn)輸(汽車、公交車、卡車)等電動(dòng)汽車對(duì)電池需求不斷增加,因而人們開始研發(fā)鋁離子電池以滿足需求。而電動(dòng)汽車需要大量的電力才能正常運(yùn)行,因而對(duì)電池產(chǎn)生了高要求,導(dǎo)致電池必須能夠進(jìn)行快速、劇烈的電化學(xué)反應(yīng),以驅(qū)動(dòng)外部電力(如電機(jī)、電子設(shè)備等)。但是此類反應(yīng)反過來(lái)會(huì)對(duì)電池造成很大的機(jī)械壓力和熱應(yīng)力。而目前的電池技術(shù)使用液體作為電解質(zhì),此類介質(zhì)有助于將離子從一個(gè)電極傳輸至另一個(gè)電極,但是此類電解質(zhì)由有機(jī)分子組成,極易燃燒和揮發(fā)。因此,導(dǎo)致電動(dòng)汽車電池有較高的爆炸、起火、排氣或故障的安全風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)雪城大學(xué)(Syracuse University)的侯賽因研究小組(Hosein Research Group)研發(fā)出一種新型固體電解質(zhì),用以替代目前鋁離子電池中的液體電解質(zhì),使其能夠滿足汽車等高需求應(yīng)用。該電解質(zhì)由一種非常柔軟的聚合物和一種非常堅(jiān)硬的環(huán)氧樹脂組成,聚合物也讓鋁離子滲透,而環(huán)氧樹脂提供了熱穩(wěn)定性和耐久性。該聚合物通過溶解鋁鹽(如硝酸鋁)到聚合物基質(zhì)中轉(zhuǎn)化為鋁離子電解質(zhì)。

目前,侯賽因研究小組正積極致力于實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋁離子電池的制造,該電池包括電解質(zhì)在內(nèi)的所有組件都是固態(tài),將幫助將鋁離子電池納入汽車等高需求應(yīng)用中。

鋁離子電池是很有前景的下一代電池技術(shù),可以滿足未來(lái)的能源輸送需求,結(jié)構(gòu)與鋰離子相同,只是鋰被鋁所取代了。鋁是地球地殼中第三豐富的元素,也是非常廉價(jià)的鋰金屬替代物。由鋁制成的電池具有最高電壓,可存儲(chǔ)最多能量,并且提供最高電流,其存儲(chǔ)容量是鋰離子電池的4倍,而且攜帶的電荷是鋰離子電池的3倍。

而鋰只占地球地殼的0.7%,人們?cè)絹?lái)越擔(dān)心鋰離子電池能否滿足全球日益增長(zhǎng)的需求,而且其不斷上升的成本以及高度稀缺性也迫使人們開始尋找和研發(fā)更可行的替代方案。鋁離子電池可能就是后鋰離子電池時(shí)代的下一代存儲(chǔ)技術(shù)。