不易燃鋰金屬電池將替代傳統(tǒng)電池

來自澳大利亞迪肯大學(xué)的研究人員聲稱，他們的電池化學(xué)是基于新型的電解質(zhì)材料，這種電解質(zhì)材料不會(huì)產(chǎn)生不受控制的熱事件風(fēng)險(xiǎn)，是可再充電鋰離子電池的可行替代品。來自澳大利亞維多利亞州迪肯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種鋰金屬電池原型，該原型具有旨在防止起火的電解質(zhì)。

迪肯邊際材料研究所（IFM）的突破被認(rèn)為是便攜式電子產(chǎn)品，固定式能量存儲(chǔ)和電動(dòng)汽車中可充電鋰離子電池的替代品，是該公司電子材料部門10多年工作的結(jié)晶該研究所。

該大學(xué)的電池技術(shù)研究與創(chuàng)新中心主任Patrick Howlett表示，迪肯大學(xué)使用離子液體電解質(zhì)制造的第一款設(shè)備是1Ah（安培－小時(shí)）大小的鋰金屬袋式電池，該設(shè)備可提供更高的安全性和高可靠性。溫度和高電壓穩(wěn)定性，以提供更高的儲(chǔ)能能力。

離子液體是在室溫下呈液體形式的鹽。迪肯大學(xué)和墨爾本莫納什大學(xué)的研究人員一直在研究這種材料30年，這些材料已開始引起電池界的廣泛興趣。

據(jù)微鋰電小組調(diào)查，離子液體是非揮發(fā)性的，并具有防燃性，這意味著與目前用于鋰離子電池的電解質(zhì)不同，它們不會(huì)爆炸。不僅如此，而且它們?cè)诩訜釙r(shí)實(shí)際上表現(xiàn)更好，因此不需要昂貴且麻煩的冷卻系統(tǒng)來阻止電池過熱。但是，它具有出色的循環(huán)能量密集型鋰金屬電極的能力，這激發(fā)了研究工作。IFM研究人員Robert Kerr致力于將材料轉(zhuǎn)換為真實(shí)的設(shè)備，他說更換電池材料可能會(huì)改變?cè)O(shè)備的關(guān)鍵功能。

例如，如果我們改變電極以包含鋰金屬，我們可以將存儲(chǔ)容量增加多達(dá)50％的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)我們更換電解質(zhì)時(shí)，它可以提供更高的放電速率或使電池在更高的溫度下工作，但與活性鋰金屬電極接觸時(shí)，電解質(zhì)必須相容。通過選擇正確的電解質(zhì)化學(xué)成分，我們可以完全避免在電池?fù)p壞或過度充電時(shí)由揮發(fā)性電解質(zhì)著火引起的災(zāi)難性爆炸。

盡管與鋰離子技術(shù)相比，鋰金屬電池可以提供更好的能量密度和更輕的重量－由于用鋰金屬作為陽極代替了較重的石墨，但鋰金屬不能與常規(guī)電解質(zhì)一起很好地工作。鑒于行業(yè)中不普遍使用鋰金屬電極，因此，創(chuàng)新技術(shù)的另一個(gè)障礙是缺乏有關(guān)在實(shí)際水平上進(jìn)行示范制造電池的最佳方法的知識(shí)。

去年，該項(xiàng)目從澳大利亞政府的合作研究中心項(xiàng)目計(jì)劃中獲得了300萬澳元的投資，旨在開發(fā)基于納米級(jí)電池的高性能，低成本，快速充電和放電的鋰離子混合電池。