新型水基鋅電池可以代替鋰離子電池是真的嗎?
在既去年開發出水基鋰電池后,美(mei)國(guo)馬里蘭大(da)學又開發(fa)出水基鋅電池了,這種可充電的水基鋅電池,不僅容(rong)量大(da),壽(shou)命長,而且更安(an)全,有望成為目(mu)前廣泛使用的鋰(li)電池的理想替(ti)代(dai)品(pin)。
對于電池來(lai)(lai)說,體(ti)積(ji)小、容量(liang)大、壽命長、安全性高(gao)、制造(zao)成本低等都是(shi)理(li)想的素質要求,但集這些特性于一身的電池目前還難以找到(dao)。就拿消(xiao)費電子產品中廣泛使用(yong)的鋰電池來(lai)(lai)說,雖然在容量(liang)、體(ti)積(ji)、壽命等方面可圈可點,但其(qi)爆炸(zha)風險卻讓許多人(ren)詬(gou)病。
而此次美國(guo)馬里(li)蘭大(da)學(xue)、陸軍研(yan)(yan)究實(shi)驗室和國(guo)家標準(zhun)與技(ji)(ji)術(shu)研(yan)(yan)究院研(yan)(yan)究人員組成(cheng)的研(yan)(yan)究小組,將傳統的鋅電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)技(ji)(ji)術(shu)與水電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)技(ji)(ji)術(shu)相結合,開發(fa)出了(le)(le)容量更(geng)大(da)、安全性(xing)(xing)更(geng)高的可充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)。他們使用新型的含水電(dian)(dian)(dian)解質(zhi),替代(dai)傳統鋰離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)中使用的易燃(ran)有機電(dian)(dian)(dian)解質(zhi),大(da)大(da)提(ti)(ti)高了(le)(le)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的安全性(xing)(xing);而通(tong)過(guo)添加(jia)(jia)金(jin)屬(shu)鋅以及在電(dian)(dian)(dian)解液中添加(jia)(jia)鹽,則有效提(ti)(ti)高了(le)(le)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的能(neng)量密度。
研究(jiu)人(ren)員指出,鋅(xin)電池(chi)(chi)(chi)是一種安全且生產成本(ben)相對較低(di)(di)的電池(chi)(chi)(chi),但能量密(mi)(mi)度低(di)(di),壽命也短,因而并不完美。新型水(shui)基(ji)鋅(xin)電池(chi)(chi)(chi)則克服了傳統鋅(xin)電池(chi)(chi)(chi)的這些(xie)缺點,不僅大大提高了電池(chi)(chi)(chi)的能量密(mi)(mi)度,電池(chi)(chi)(chi)壽命也延長(chang)了許多(duo)。而與鋰電池(chi)(chi)(chi)相比,水(shui)基(ji)鋅(xin)電池(chi)(chi)(chi)不僅可(ke)在能量密(mi)(mi)度方面與其(qi)一較高下,而且安全得多(duo),不會有爆炸或引發火災(zai)的風(feng)險。
研(yan)究人員(yuan)對新型水基鋅電池的商業(ye)化前景充滿(man)信心。他們表(biao)示,新型電池最終(zhong)不僅可(ke)用(yong)于消費電子產(chan)品(pin),成為鋰電池的有力競爭者,還可(ke)在太空、深海等極端環(huan)境下使(shi)用(yong),在航天、深海探測以及領(ling)域都(dou)有用(yong)武之地。
相(xiang)關研究(jiu)成果發表(biao)在最(zui)新一期《自(zi)然·材(cai)料(liao)》雜志(zhi)上。
事實上,早在去年9月,美國陸軍研(yan)(yan)究實驗室(ARL)和馬里蘭大學的(de)研(yan)(yan)究人員首次開(kai)發出使用水鹽溶液作為(wei)電解(jie)質的(de)鋰離(li)子電池(chi),可以達到家用電子設備(如筆記(ji)本電腦)所需的(de)4.0伏特,而且不具有某些(xie)市售的(de)非水溶液鋰離(li)子電池(chi)所具有的(de)起火和爆炸危(wei)險。
據專(zhuan)攻電(dian)(dian)化學和(he)材料科學的(de)ARL研(yan)究員(yuan),同時(shi)也是這項(xiang)研(yan)究的(de)主要作(zuo)者KangXu博士稱(cheng),這種(zhong)(zhong)技術(shu)將(jiang)為士兵提供一(yi)種(zhong)(zhong)完(wan)全安全和(he)靈活的(de)鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),具有與SOA鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)相同的(de)能量密度。即使是在嚴重的(de)機械(xie)濫用情況下,該(gai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)仍然沒有起(qi)火和(he)爆炸的(de)危險。
點(dian)評:水基系的(de)(de)(de)(de)在提升電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)安全性上來(lai)看,效果顯著,從固態電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)到(dao)是石墨烯電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)再到(dao)現(xian)在的(de)(de)(de)(de)水基鋅電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),新的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)概念總(zong)是層出不窮(qiong),但(dan)截至目前在實際的(de)(de)(de)(de)應用中(zhong),還沒有哪種電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)能真正(zheng)取得突破(po)實現(xian)產(chan)(chan)業(ye)(ye)化(hua)。新的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)技術可以關(guan)注(zhu)(zhu),但(dan)這(zhe)些所謂的(de)(de)(de)(de)新技術更(geng)多的(de)(de)(de)(de)是在炒作概念,行業(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)更(geng)應該關(guan)注(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)(de)是新技術在近(jin)期(qi)是否具(ju)備產(chan)(chan)業(ye)(ye)化(hua)的(de)(de)(de)(de)條件。





