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高性能鉀電池采用非易燃電解質 打造下一代儲能系統

2020-02-21 10:47:08 來源:蓋世汽車 點擊:478

【大比特導讀】據外媒報道,澳大利亞科學家研發一種不易燃電解液,可應用于鉀和鉀離子電池,促進鋰技術以外的下一代儲能系統發展。

據外媒報道,澳大利亞科學家研發一種不易燃電解液,可應用于鉀和鉀離子電池,促進鋰技術以外的下一代儲能系統發展。新型電解質基于有機磷酸鹽,使電池更加安全,而且可以在低濃度下運行,這是大規模應用的必要條件。

鋰離子電池

目前,鋰離子電池技術在儲能市場占據主導位置,但是,這種電池存在價格、環境問題和電解液易燃等固有缺點。在開發下一代電池技術時,科學家們嘗試用鉀離子等更豐富、更便宜的材料,來取代鋰離子。然而,鉀和鉀離子電池也存在安全問題,比如電解質易燃。

澳大利亞伍倫貢大學(University of Wollongong)的材料科學家Zaiping Guo及其團隊,開發了一種基于阻燃材料的電解質,找到新解決方案。新型電解質以磷酸三乙酯為單一溶劑組分。之前在鋰離子電池中進行測試時,這種阻燃劑材料需要達到非常高的濃度,才能長期保持穩定,工業應用成本過高。所以,電池行業需要更便宜、性能更好的稀電解質。在研究過程中,研究人員發現,可以用鉀離子來降低相關濃度。他們將磷酸鹽溶劑與一種常用的鉀鹽混合,從而獲得一種不會燃燒的電解質,可使組裝電池的濃度穩定循環在0.9-2mol/L,適合較大規模應用,比如智能電網。

研究人員表示,形成均勻穩定的固態電解質間相層,是確保性能的關鍵。根據他們的觀察,只有采取這種磷酸鹽電解質,才能生成間相層,傳統碳酸鹽電解液無法形成此類層體。另外,新型電解質具有高循環穩定性,而在相同條件下,傳統碳酸鹽基電解液會發生分解。

研究團隊已經證明,新型無機磷酸鹽電解質,可用于制造性能安全的下一代鉀離子電池。他們認為,可進一步開發基于阻燃劑的電解質,并將其應用于其他非易燃電池系統設計。

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