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没有爆炸与起火风险,下一代技术锌离子电池受瞩目

2024-11-27 210


目前最为常见与接收度最广的可充式电池为锂离子电池,智能手机、笔记型电脑到电动车,所使用的电池都是,不过下一代的蓄电池也蓄势待发,最近韩国科学家带来没有燃烧与爆炸、对环境友善的锌离子电池。

我们在市面上常见的碳锌电池是无法充电的,这是因为可充式锌离子电池跟锂离子电池一样,会遇到“晶枝”问题,随着充放电次数增加,因为沉积不均匀、会渐渐在电极表面会形成树枝状晶枝,降低电城性能与寿命,对此,韩国科学技术院(KIST)开始研究便宜、无毒又安全的可充式锌电池。

有别于传统锂离子电池其中的有机易燃电解质,KIST 带来没有爆炸危险的水基电解质,为了避免锌电极形成树枝状晶枝,也研发出“周期性阳极氧化”方法,透过在锌金属表面反复放行与阻挡电流,影响氧化锌膜的表面形态与图案。

(Source:KIST)

KIST 团队在锌电极上,以“三角锥高塔”形成一片针叶林,认为此设计能抑制电化学反应中形成树状晶体。其中根据周期性阳极氧化方法,三角锥顶部的氧化锌较厚,侧面较薄,足以控制锌离子沉积方向,有效抑制生成树枝状晶体,至于在表面形成的氧化锌膜,也可以避免电极直接接触到电解质,降低腐蚀和副反应。

根据研究,团队研发的锌离子电池充放电循环 1,000 次后仍有接近 100% 的储电容量,即使在极端条件(9,000 mA / g,完全充满和放电两分钟)下反复充放电也能维持电化学稳定。基于这种稳定性,KIST 研究人员也打造以柔性纤维位基板的锌离子电池,更容易弯曲,能整合在衣服、编织袋上。

KIST 高级研究员表示,锌离子电池的潜在风险比锂离子电池还要低,团队也希望锌离子电池作为下一代技术,是对人体无安全疑虑且不会引起爆炸与起火。目前看来,由于出色的稳定性、电化学性能与简单的制造工艺,未来有机会在现实生活中登场。

  • Development of next-generation zinc ion battery without the risk of explosion or fire

(首图为示意图,来源:shutterstock)

2020-09-19 05:05:00

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