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开发出防火固态锂电池

从汽油到氢气,再到电动汽车的电池,总有一定的起火风险。(图片来源:pixabay)
从汽油到氢气,再到电动汽车的电池,总有一定的起火风险。(图片来源:pixabay)
高能量密度会增加爆炸风险。这适用于许多采用固体聚合物电解质的电池,即固态电池。一项新的研发成果旨在改变这种状况,同时不影响其优势。
E-Mobility Science

就汽油而言,每公斤汽油的耗电量略低于 11 千瓦时。对于氢气,甚至可以达到 33 千瓦时。而高性能蓄电池费了九牛二虎之力也只能达到令人沮丧的 0.5 千瓦时。虽然可充电自然是一大优势,但电池单元的主要缺点是重量巨大。

 

固态电池最多可储存三到四倍于标准电动汽车电池的电量,因此备受关注也就不足为奇了。从结构紧凑、经济实用的电动汽车到动力强劲的拖拉机,其潜在应用前景十分广阔。

 

与此同时,也存在一些结构性问题。首先是难以实现与电极的最佳接触。其次是枝晶的形成。这些细小的锂离子就像晶体的细小分支,在最坏的情况下,会导致电池内部短路,从而引发火灾和爆炸。

 

 

任务分工有望提高电池效率

 

为了防止出现这种情况,韩国大邱庆北科学技术研究院(DGIST)的研究人员开发出了一种三层固态电池,每一层都有非常特殊的功能。这些层包括:1)久经考验的阻燃剂十溴二苯醚;2)沸石,这是一种出色的离子交换剂;3)高浓度锂盐,用于加速电荷载流子的移动。

结果令人印象深刻。根据最近发布的

研究报告经过 1000 次充电后,电池容量仍然是初始值的 87.9%,效率几乎没有变化。

 

此外,现在的防火电池不会损失任何能量密度。根据电池电压的不同,每公斤电池的能量密度超过 700 瓦时。虽然与传统能源相比还是少了很多,但足以非常有效地用于电动汽车。与汽油或 H2 不同,它不会立即燃烧,这也是一个优势。

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Mario Petzold, 2025-01- 6 (Update: 2025-01- 6)