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“橡胶弹性体”解决固态及液态电解质缺陷 电池续航有望更持久

   2022-01-14 科创板日报270
导读

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,众所周知,橡胶是一种绝缘体,可能看起来并不是电池中电解液材料的最佳候选材料,但佐治亚理工学院(Georgia Tech)的研究人员开发了一种新的橡胶材料,具有高导电性。这种弹性体电

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,众所周知,橡胶是一种绝缘体,可能看起来并不是电池中电解液材料的最佳候选材料,但佐治亚理工学院(Georgia Tech)的研究人员开发了一种新的橡胶材料,具有高导电性。这种弹性体电解质可以使电动汽车电池更安全,续航里程更长。


从智能手机到电动汽车,锂离子电池已经引领了多种技术的革命。但当电池损坏或过热时,总是存在着火或爆炸的风险,这主要就是因为在电极之间运送锂离子的液体电解质。


尽管固态电解质可以帮助降低这种风险,但也有自己的问题。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,他们的新型弹性体电解质可以解决上述两个问题。这种橡胶材料可以从突起处反弹到电池上,并与电极保持平稳的连接。这样既能保持高导电性,又能防止锂枝晶的生长,而锂枝晶通常是导致电池失效的第一步。



不过,橡胶本身并不是导电的部分。新的橡胶嵌入了一种名为琥珀腈的导电塑料晶体,而弹性体提供了一个3D支架,使电解质具有其形状和稳定性。在测试中,用这种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。上述研究成果已于近期发表在了著名科学期刊《自然》杂志上。



“更高的离子电导率意味着你可以同时移动更多的离子,”该研究的主要作者迈克尔·李(Michael Lee)说,“通过提高电池的比能量和能量密度,可以提高电动汽车的行驶里程。”


 
(文/小编)
 
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