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美芝加哥大學研發新型鋰金屬電池，或攻克易燃難題
2023年11月13日 16:05:27
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：6433
美國芝加哥大學研究人員提出了一種解決這個長達數十年的問題的方法：使用無溶劑的無機熔鹽來制造高能量密度、安全的電池。
【化工儀器網 項目成果】鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池，通常分為鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰，并且是可以充電的。過去幾十年來，手機、筆記本電腦和其他個人設備的蓬勃發展得益于鋰離子電池，但隨著氣候變化，要求為電動汽車和電網規模的可再生能源儲存提供更強大的電池，鋰離子技術可能已經不再夠用。鋰金屬電池的理論容量比鋰離子電池大一個數量級，但其缺點是“易燃易爆炸”。
據11月9日發表在《物質》雜志上的論文，美國芝加哥大學研究人員提出了一種解決這個長達數十年的問題的方法：使用無溶劑的無機熔鹽來制造高能量密度、安全的電池。研究人員表示，他們開發出一種非易燃、不揮發的系統，它很安全，相比于鋰離子電池，可以將能量密度提高2倍。
傳統的鋰金屬電池依賴于一種電解液，這種電解液是將鋰鹽溶解在溶劑中制成的。那些易揮發、易燃的溶劑引發了安全問題。為了解決這個問題，研究人員嘗試了不同的溶劑，或者修改了鹽的濃度。這樣的嘗試一直存在一種取舍：使用固態無機物作為電解液的電池更安全；使用液體電解液的電池更強大。結果要么是不安全的電池，要么是沒有達到鋰金屬電池巨大理論能力的電池。
芝加哥大學團隊此次采取了一種新穎的方法。他們通過熔化而非溶解鋰鹽來使其成為液體。這就需要創造一種在低溫下熔化的新鹽成分。挑戰在于達到鋰鹽熔化的溫度，但電池其他部分的鋰金屬卻不會熔化。
純氯化鋰在略高于600℃的溫度下熔化，鋰金屬在180℃熔化，這意味著任何有用的熔鹽電解液都必須具有低得多的熔點。于是，研究團隊創造了一種在45℃熔化的鹽，獲得了一種可以在80℃—100℃下安全運行的強大電池。
研究團隊還在繼續研究熔點更低的鹽成分，最終目標是研制一種在室溫下安全運行的強大的鋰金屬電池。
參考來源：科技日報
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