全新水鹽鋰離子電池面世:安全等級更高

2025-04-09 19:23:24

　　我們都知道，鋰離子電池擁有體積小、存儲容量大以及壽命長等特點。這種電池有許多種形式，比如應用在智慧型手機、筆記本電腦、照相機以及智能手錶等不同的消費類設備上，還被用於心臟起搏器等醫療設備，甚至是軍事和航空設備等方面。今年十月份，來自劍橋大學的研究人員表示，他們已經創造出了一種全新的鋰-氧或空氣電池，這種電池即使在充電2000次之後，其有效率仍然高達 90%。

　　研究人員說，這種電池要想應用到商業設備上的話，可能還需要 10 年左右的時間。

　　而就在上周，來自美國陸軍研究實驗室的研究人員稱，他們已經成功開發出了一種「水鹽」鋰離子電池，不僅能夠提供跟傳統鋰離子電池相同的壽命和效率，而且不需要使用硫酸、鉛和鎘等有毒的、對環境有害的化學物質。

　　製作毒性較小、危害較低的電池將會對環境以及消費者帶來長期的影響。今年 4 月份，特斯拉宣布他們將開啟一個新的業務單元——特斯拉 Energy，並向消費者提供家庭、企業電池解決方案，這也引發了人們對於能源儲存這一快速變化的市場的激烈討論。

　　據了解，到目前為止，特斯拉家庭電池解決方案的訂單量已經超過了 10 萬，從這點來看，無毒的水鹽鋰離子電池應該算得上是一件好事。這種新型電池可以具體應用到需求在千瓦或者兆瓦水平的領域，比如電動汽車甚至是網格存儲收集系統。

　　當然，這種電池最大的應用可能是在飛機、海軍艦艇或者航天飛船以及不易燃電池等對電池的安全性和毒性要求非常高的地方。

　　研究人員們認為，使用一種高濃度的水性電解質可以改變電池內部的化學反應，並在陽極電極上製造出一層薄薄的保護膜。這層保護膜是維持電池穩定、並且實現與目前鋰離子電池相同的高性能的一個關鍵點。因此，這是一項非常了不起的突破。

　　據美國陸軍研究實驗室的能源和電力部門主管 Edward Shaffer 表示，這一發現可能導致更加安全的化學和環保電池。他舉例說，新型電池的應用將包括士兵隨身攜帶的設備，它也可以用於減少能源儲存裝置的佔用空間，比如潛艇等空間有限的設備。

　　另外，來自馬裡蘭大學的研究團隊也參與了本項研究，該團隊由化學和生物分子工程系的副教授 Chunsheng Wang 所領導，他們表示，這項工作能夠將電池的電壓/功率提升一倍，這代表著研究人員在水性電池史上的一大進步。他們的研究成果將發表在《科學》雜誌上。■