更快更高效的充电!只需要一杯咖啡就能给新的锂金属电池充满电
(原标题:充电更快更高效!只需一杯咖啡就能给新型锂金属电池充满电)
财联社上海3月13日电(编辑黄俊志)虽然与锂离子技术相比,锂金属电池可以提供更好的安全性、更好的能量密度和更轻的重量,这归功于用金属锂代替重石墨作为阳极,但这种电池的化学性质与传统电解液不匹配。
具体来说,在这种液体导电体系中,阴离子的移动速度至少是阳离子的4倍,因此锂阳离子传导的电流只占总离子电流的20%。但由于阴离子不能与碳基电极发生反应,大量阴离子会在电极与电解质的界面处聚集,造成内极化,使用寿命有限,易燃,离子电导率低。
因此,世界各国科学家一直在对固体电解质进行大量研究,希望能提供更好的性能,并与锂金属阳极兼容。目前,香港大学(HKU)的研究人员在这一领域取得了很大进展。他们设计了一种无溶剂的单离子聚合物电解质,大大提高了锂金属电池的离子传输应用。
据说,HKU研究人员设计的新的单离子导电聚合物电解质克服了上述限制,并导致阳离子电导率至少增加了4倍。他们设计了一种阴离子网状聚合物,可以将通过的阴离子束缚在其中,通过调节离子选择性电解质的片段移动能力,让阳离子更快通过。
具体来说,阴离子网状聚合物的结构由支化聚乙二醇桥接硼阴离子组成。通过使用不同的聚乙二醇和反应比例,可以调节所得聚合物的链段迁移率。
研究人员表示,这一新设计为研究互穿网络聚合物的离子电导率提供了新的思路,有助于为一类新的高电导率电解质准备新的设计规则。这项全新的研究成果已于近日在《化学工程杂志》发表。
研究人员表示,“我们相信单离子导电聚合物电解质将开辟新的电池化学技术的可能性,这将彻底改变可充电电池领域,并提供高水平的安全性、高功率密度和长寿命周期。”
由于过电位低,离子选择性电解质也能导致快速充电。可以让电动车在喝一杯咖啡的时间里充满电。这一显著优势将开创清洁能源世界的新时代,”他们补充道。
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