美國華人科學(xué)家研制新型鋰離子電池 免除爆炸風(fēng)險

中國日報網(wǎng)9月8日電 綜合外媒9月7日報道，美國華人科學(xué)家6日發(fā)表研究論文稱，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。

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

英國廣播公司（BBC）網(wǎng)站報道稱，這種鋰離子電池儲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)撞擊都不會起火或爆炸。

論文作者之一許康表示：“在過去，如果想制造高能量鋰電池，就必須選擇非水電解質(zhì)電池，但這樣一來電池的安全性就會打折扣，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，該團隊曾研制成功一款水電解質(zhì)電池，但其儲存的能量僅有3伏級，此次研發(fā)的新型鋰電池達到了4伏級。楊重寅等研究人員表示，這是第一次實現(xiàn)水基電解液的4伏級電池，從原理上說是很重大的基礎(chǔ)性突破。

他們解釋說，傳統(tǒng)商用化鋰離子電池使用極易燃的有機電解液，安全隱患嚴重。而用不可燃的水基電解液替換有機電解液的問題在于，前者電化學(xué)穩(wěn)定窗口一般小于2伏，一旦電極電壓超過這個數(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，他們開發(fā)出一種非常疏水的膠體保護層材料，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，保護層中特定組分在負極表面原位形成更為致密疏水的固體電解液界面層，進一步鈍化了負極表面，并且這一固體界面層可在局部破損情況下自我修復(fù)，保證了電池的長期穩(wěn)定性。

不過，許康表示，他們的研究成果還需要進一步完善，才能最終實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。