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《自然》:橡胶固体电解质,可将电池性能提升两倍

前瞻网 2022-01-13 14:12

产业数据

 

电动汽车要想成为主流,必须要具有成本效益、更安全以及更持久的电池,并且在使用过程中不会爆炸,也不会危害环境。近日,佐治亚理工学院的研究人员已经找到了一种有前途的替代传统锂离子电池的方法。该电池由一种常见的材料制成:橡胶。

合成橡胶因其卓越的机械性能而广泛用于可穿戴电子产品和软机器人等先进技术中。研究人员最近发现,当这种材料制成 3D 结构时,可以作为锂离子传输的“高速公路”,具有出色的机械韧性,从而使电池蓄电时间更长。

在传统的锂离子电池中,离子随液体电解质移动。然而,电池本质上是不稳定的:即使是最轻微的损坏也可能泄漏到电解液中,导致爆炸或引起火灾。

在新研究中,科学家发现,使用橡胶固体电解质可解决电池中出现的的常见问题(例如锂离子传输速度慢和机械性能差)。这种方法的关键之处就在于,其允许材料在坚固的橡胶基质内形成3D互连的塑料晶相(结晶的微观结构)。这种独特的结构,带来了高离子电导率和高电化学稳定性的优异性能。

此外,橡胶电解质可以在低温条件下使用简单的聚合工艺制成。研究人员表示,后续会寻找更好的方法来减少充电时间。到目前为止,他们已经使电池的性能/循环时间提高了两倍。

该研究题为“Elastomeric electrolytes for high-energy solid-state lithium batteries”,已发表在《自然》期刊上。

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责任编辑: 4161HSS

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