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新型液化气电池

马修·塞达卡(M  发表于 2018年09月18日

2016年,许多三星galaxy note7用户在付出惨痛的代价后,明白了一个道理,电子产品中的锂离子电池是可燃甚至可爆的。这种电池需要依赖由有机溶剂和可溶性盐组成的电解液工作。电解液使离子能在被多孔膜隔开的电极之间自由移动,形成电流。但这些液体容易形成微型锂纤维树突结构,导致电池短路,短时间内产生大量热量。最近,一项新研究发现,以一种液化气作为电解质溶剂,电池不仅会更强劲,还会更安全。

加利福尼亚大学圣迭戈分校的博士后研究人员赛勒斯·鲁斯托姆吉(Cyrus Rustomji)和同事发现,以液化氟甲烷气体等组成的溶剂,可以像传统的液质基底一样溶解锂盐。实验表明,在充放电400次后,这种新型电池的电量还能保持如初;而传统的锂离子电池则只剩20%左右的电量。并且,这种压缩气体电池还不会产生树突结构。相关研究结果已于今年早些时候发表在了《科学》(Science)杂志上。

传统的锂离子电池被刺穿时,分隔电极的膜会破裂,电极会互相接触,发生短路,导致电池过热,甚至起火(在外部氧气进入的情况下,反应还会更剧烈,甚至引发爆炸)。新研究的第一作者鲁斯托姆吉说:“氟甲烷液化气处于高压环境下,如果这种新型电池被刺穿,压力就会释放,液体就会气化并逸出。气体逸出后,电解液不存在,离子也就不能自由移动,所以不会出现短路起火的情况。”

“与传统的锂离子电池不同,这种新型电池在-60℃的环境中仍可正常使用,所以还可用于给高海拔无人机及远程航天器的设备供电,”鲁斯托姆吉补充道。

麻省理工学院材料化学教授唐纳德·萨多瓦(Donald Sadoway,未参与此项研究)评论道,“新发现让我们意识到,这类已被充分研究的液体还有新的用途”。但他同时也提醒研究人员,温度过高可能会导致电池中的液化气快速膨胀,致使压力急剧增大,发生危险。


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