鉅大LARGE | 點擊量:1088次 | 2019年01月11日
添加納米線讓鋰離子電池變得更加安全
無論手機、筆記本電腦、還是電動車輛都離不開鋰離子電池,它是“點燃”我們日常生活的重要能源。然而近些年,鋰離子電池卻因為實實在在的著火事件而引起了輿論的關注。怎樣才能開發(fā)出更為安全的電池呢?據(jù)科學家在ACS期刊的納米板塊發(fā)表的文章介紹,在電池中加入納米線不僅可以提升電池的耐火性,同時也能提升電池其他方面的性能。
在鋰離子電池中,鋰離子通過電解質往返穿梭于兩電極之間,傳統(tǒng)鋰離子電池的電解質是鹽和有機溶劑構成的液體,很容易蒸發(fā),是造成火災的隱患。因此,學者們將研究的重心轉向了固態(tài)電解質。被提議擔起固態(tài)電解質的“人選”有很多,然而這些物質大多或穩(wěn)定性不夠,或不能滿足大規(guī)模生產的需要,二者不可得兼。這其中,聚合物電解質因其良好的穩(wěn)定性、低成本和靈活性而被認為是擔當固態(tài)電解質的潛力股,但是它的導電性和力學性能卻較差,因此,科學家們通過添加一系列化合物來設法提升聚合物電解質的性能。陶新永和他的研發(fā)團隊制備出的硼酸鎂納米線恰好就具有良好的力學性能和導電性,如果把硼酸鎂納米線加入到固態(tài)電解質中,是否電池也會被賦予相應的良好特性呢?陶新永的團隊對此十分好奇。
他們在固體電解質中混合了5、10、15、20重量百分比的硼酸鎂納米線并進行實驗觀察,發(fā)現(xiàn)硼酸鎂納米線確實可以提升電解質的導電性,這種提升與離子通過電解質的速度和數(shù)量息息相關,離子通過電解質的速度越快,快速通過的數(shù)量越多,電解質的導電性能就越好。此外,硼酸鎂納米線的添加還使得電解質能夠承受更大的壓力。研究團隊還測試了加入硼酸鎂納米線后電解質的可燃性,發(fā)現(xiàn)它幾乎不可燃燒。而由硼酸鎂納米線強化的固態(tài)電解質與陰陽極配對所構成的電池,在速率性能和循環(huán)容量上都比電解質中不含硼酸鎂納米線的電池有所提升。
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