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美国研究出一种新的水基锌电池 称可以替代锂电池
来源:技术质量管理部 日期:2018-08-06 访问次数: 字号:[ ]

近日,根据cnBeta的消息,美国研究人员开发出一种可充电的水基锌电池,不仅容量大,寿命长,而且更安全,有望成为目前广泛使用的锂电池的理想替代品。该技术在《自然资源》杂志上发表,马里兰大学的研究人员在一种新的水和锌基电池上取得重大突破,或将在未来用于手机电脑等消费产品。

对于电池来说,体积小、容量大、寿命长、安全性高、制造成本低等都是理想的素质要求,但集这些特性于一身的电池目前还难以找到。就拿消费电子产品中广泛使用的锂电池来说,据悉,锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。但是,虽然在容量、体积、寿命等方面锂电池可圈可点,但其爆炸风险却让许多人诟病。

而此次美国马里兰大学、陆军研究实验室和国家标准与技术研究院研究人员组成的研究小组,将传统的锌电池技术与水电池技术相结合,开发出了容量更大、安全性更高的可充电电池。他们使用新型的含水电解质,替代传统锂离子电池中使用的易燃有机电解质,大大提高了电池的安全性;而通过添加金属锌以及在电解液中添加盐,则有效提高了电池的能量密度。

研究人员指出,锌电池是一种安全且生产成本相对较低的电池,但能量密度低,寿命也短,因而并不完美。新型水基锌电池则克服了传统锌电池的这些缺点,不仅大大提高了电池的能量密度,电池寿命也延长了许多。而与锂电池相比,水基锌电池不仅可在能量密度方面与其一较高下,而且安全得多,不会有爆炸或引发火灾的风险。

研究人员对新型水基锌电池的商业化前景充满信心。他们表示,新型电池最终不仅可用于消费电子产品,成为锂电池的有力竞争者,还可在太空、深海等极端环境下使用,在航空航天、深海探测以及军事领域都有用武之地。

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