【廣東海中冠名】將納米線(xiàn)添入固態(tài)電解質(zhì)，降低鋰離子電池易燃性

日期：2018-05-07 點(diǎn)擊次數(shù)：2327

【廣東海中冠名】將納米線(xiàn)添入固態(tài)電解質(zhì)，降低鋰離子電池易燃性

2018-05-06 鋰電大數(shù)據(jù)

從手機(jī)、3C 產(chǎn)品到電動(dòng)車(chē)或是大型儲(chǔ)能電廠(chǎng)，鋰離子電池可說(shuō)是無(wú)處不在，為當(dāng)今儲(chǔ)能技術(shù)主流，但安全性質(zhì)一直為人詬病，因此不少科學(xué)家試圖找出各式解決辦法。根據(jù)美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊《Nano Letters》，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)納米線(xiàn)(nanowires)不僅可降低鋰離子電池的易燃性，也可以增強(qiáng)電池性能。

離子透過(guò)電解質(zhì)在電極兩端移動(dòng)，而傳統(tǒng)的電池電解質(zhì)是由鹽與有機(jī)溶劑制成，為*成熟、使用*廣泛的技術(shù)之一，但容易蒸發(fā)并可能引起火災(zāi)，因此研究人員已將目光轉(zhuǎn)向固態(tài)電解質(zhì)，并提出不少潛力選項(xiàng)。

其中聚合物電解質(zhì)(Polymer electrolytes)為潛在生力軍，具有穩(wěn)定、便宜與可撓等優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)其同時(shí)存有較差的導(dǎo)電性與機(jī)械性質(zhì)，還無(wú)法達(dá)成商業(yè)化。因此為提升該電解質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)力，科學(xué)家想要借由增加化合物排列來(lái)增強(qiáng)電解質(zhì)。

浙江工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)家陶新永及其團(tuán)隊(duì)便制造出硼酸鎂(Mg2B2O5)納米線(xiàn)，由于該材料具良好機(jī)械性能和導(dǎo)電性，還是一種無(wú)污染、低毒性的阻燃劑，可提升防火碳層的穩(wěn)定性，于是團(tuán)隊(duì)想將硼酸鎂納米線(xiàn)置于固態(tài)聚合物電解質(zhì)中，研究該材料特質(zhì)是否可為電池性能盡一分心力。

該團(tuán)隊(duì)將聚合物電解質(zhì)與分別與 5%、10%、15% 跟 20% 重量的硼酸鎂納米線(xiàn)混合，發(fā)現(xiàn)納米線(xiàn)可增強(qiáng)電解質(zhì)導(dǎo)電性，且與沒(méi)有加增納米線(xiàn)的電解質(zhì)相比，新型電解質(zhì)可承受更多應(yīng)力(stress)，讓電極表面更穩(wěn)定。

團(tuán)隊(duì)指出，離子流動(dòng)加速讓電池導(dǎo)電率進(jìn)一步提高，研究也發(fā)現(xiàn)該電解質(zhì)不具易燃性。團(tuán)隊(duì)實(shí)際將新型納米線(xiàn)電解質(zhì)與磷酸鐵鋰(LiFePO4)陰極與鋰陽(yáng)極組合后，與舊有的電解質(zhì)相比，倍率效能(rate performance)和循環(huán)容量也更高，在溫度 50°C、40°C 與 30°C 跟 0.2C 放電倍率下，循環(huán)容量為 150、106 與 50mAh g-1。

不過(guò)研究人員也表示，雖然納米線(xiàn)大大提升導(dǎo)電率與防火性，但仍無(wú)法在室溫穩(wěn)定運(yùn)作，距離商業(yè)化還有一段距離，尚需要再持續(xù)研究。

稿件來(lái)源： TechNews科技新報(bào)

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