爆発のリスクを回避するための最大4ボルトの実用標準の新しい水ベースのリチウム電池電圧

物理学者組織ネットワークによると、水電解質に基づく新しいタイプのリチウムイオン電池が中国の科学者のチームによって開発されました。電圧がラップトップなどの家庭用電化製品に必要な4ボルトの基準に初めて到達しただけでなく、既存の市販のリチウム電池の火災や爆発のリスクを完全に回避できます。関連する2つの論文が、最近発行された「Science」と「Joule」の雑誌に掲載されました。

既存の電子製品の中で、リチウムイオン電池は非水電解質を使用しています。動作中、バッテリー電圧は4ボルトの基準を満たす必要があり、この動作電圧で分解しやすくなります。したがって、リチウム電池は電解質として有機溶媒を使用することがよくあります。ただし、このような電解液は可燃性で爆発性があるため、電子製品が爆発して炎になり、安全性が高くなる可能性があります。隠された危険。

メリーランド大学のWangchunshengチームは、2015年に加水分解電池を開発しましたが、電圧は3ボルトにしか到達できず、その電極性能は水溶液の影響を受けます。今回、Wangchunshengのチームは、米国陸軍研究所のXukangなどの科学者と協力して、このアップグレードされたバージョンの水性リチウム電池を開発しました。

研究者たちは、新しいポリマーゲルコーティングを設計しました。特殊な排水性のため、電極にコーティングした後、水分子は電極表面に近づくことができません。最初の充電後、ゲルは分解して、電極を電解質から分離し、水分子が動作電圧で分解するのを防ぐ安定した界面を形成します。この技術は、バッテリーのエネルギー貯蔵と充電および放電性能を向上させるだけでなく、有機溶剤電解質の爆発の危険性を完全に回避します。

新しい電池の動作電圧は商用レベルに達していますが、既存のリチウムイオン電池に比べてまだまだ改善の余地があります。たとえば、新しいバッテリーの材料費は高く、50回から100回しか充電と放電ができません。商業的な競争上の優位性を得るには、充電と放電のサイクルが500回以上に達する必要があります。

しかし、新しい電池の背後にある電気化学的処理方法が、ナトリウムイオン電池、リチウム硫黄電池、亜鉛マグネシウムマルチイオン電池などの電池技術、ならびに電気めっきおよび電気化学的合成にとって重要な参照重要性を持っていることは否定できません。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。