乳霜成分竟有助鋰電池發展,大幅提升電解質穩定性

作者 | 發布日期 2020 年 04 月 23 日 13:13 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 電池 Telegram share ! follow us in feedly


聚乙二醇(PEG)親水性強、應用廣泛,不僅是乳霜、唇膏等化妝品少不了的成分,還可以用在食品添加劑、藥物等領域,而最近香港科學家還發現,這種水性聚合物也可以提高電池電解質穩定性,還可以降低製造成本與電池毒性。

鋰離子電池具有高能量密度,無記憶效應,在不使用時只有緩慢電荷損失,除了消費型電子產品,在電動車與電池儲能系統也可以看到他的身影,但鋰離子電池尚未滿足人們對安全的絕對要求。

鋰電池過熱、過充或多次循環使用後容易生成鋰枝晶,進而刺穿隔離層導致自爆,同時鋰也是種活性強、易燃性也高的金屬,內部也存在腐蝕性高、容易起火的鹽與有機溶劑,若是電池品質不過關,或是因高溫、撞擊等因素,就可能會導致自燃或爆炸。

多年來為解決這一問題,科學家也嘗試各種解決方法,例如內置阻燃劑達到自動滅火的效果,或是採用水基電解質,只是前者成本高,後者則通常需要使用高濃度且有毒的鹽來穩定水分子,可能會造成環境污染。

不過這次香港中文大學團隊採用的 PEG 並沒有此問題,它常見、製造成本與污染性都很低,將 PEG 與水、低濃度鋰鹽組合在一起後,可提高電解質的電化學穩定性窗口(stability window)達到 3.2V,通常太低會在電池充放電過程中發生分解,實驗也指出,新型電池在 300 充放電後仍能維持穩定。

新設計還可降低製造鋰離子電池成本與毒性,研究團隊認為,這項研究發現為高電壓窗口、高穩定性的水基電解質開闢新道路,讓科學家可以研發出安全性高、成本低的環保電池。目前研究已經發表在《Nature Materials》。

(首圖來源:pixabay

延伸閱讀: