美國(guó)華人科學(xué)家研制新型鋰離子電池 免除爆炸風(fēng)險(xiǎn)

中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)9月8日電 綜合外媒9月7日?qǐng)?bào)道，美國(guó)華人科學(xué)家6日發(fā)表研究論文稱(chēng)，他們研制出一種基于水基電解液的新型鋰離子電池，可以消除目前普遍困擾人們的鋰離子電池爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

該論文發(fā)表在6日出版的最新一期美國(guó)《焦耳》雜志上，由在美國(guó)馬里蘭大學(xué)的王春生教授、楊重寅博士以及美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室資深化學(xué)家許康等合作完成。

英國(guó)廣播公司（BBC）網(wǎng)站報(bào)道稱(chēng)，這種鋰離子電池儲(chǔ)存的能量完全可以滿足家用電器的需求，而且即使用硬物反復(fù)撞擊都不會(huì)起火或爆炸。

論文作者之一許康表示：“在過(guò)去，如果想制造高能量鋰電池，就必須選擇非水電解質(zhì)電池，但這樣一來(lái)電池的安全性就會(huì)打折扣，如果你更看重安全性，就必須使用水電解質(zhì)電池，比如鎳金屬氫化物電池。現(xiàn)在，我們的研究表明新型鋰電池既可以擁有高能量，又具有高安全性。”

2015年時(shí)，該團(tuán)隊(duì)曾研制成功一款水電解質(zhì)電池，但其儲(chǔ)存的能量?jī)H有3伏級(jí)，此次研發(fā)的新型鋰電池達(dá)到了4伏級(jí)。楊重寅等研究人員表示，這是第一次實(shí)現(xiàn)水基電解液的4伏級(jí)電池，從原理上說(shuō)是很重大的基礎(chǔ)性突破。

他們解釋說(shuō)，傳統(tǒng)商用化鋰離子電池使用極易燃的有機(jī)電解液，安全隱患嚴(yán)重。而用不可燃的水基電解液替換有機(jī)電解液的問(wèn)題在于，前者電化學(xué)穩(wěn)定窗口一般小于2伏，一旦電極電壓超過(guò)這個(gè)數(shù)字，電解液就失去穩(wěn)定，因此能量密度受限。

最新研究的關(guān)鍵在于避免鋰金屬或石墨電極直接接觸水基電解液中的水分子而導(dǎo)致還原產(chǎn)氫。為此，他們開(kāi)發(fā)出一種非常疏水的膠體保護(hù)層材料，均勻包覆在電極表面，有效防止了水分解副反應(yīng)導(dǎo)致的電極失效。

更關(guān)鍵的是，他們發(fā)現(xiàn)，在最初的充放電循環(huán)中，保護(hù)層中特定組分在負(fù)極表面原位形成更為致密疏水的固體電解液界面層，進(jìn)一步鈍化了負(fù)極表面，并且這一固體界面層可在局部破損情況下自我修復(fù)，保證了電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

不過(guò)，許康表示，他們的研究成果還需要進(jìn)一步完善，才能最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。