科技日報記者 劉霞
美國科學家開發(fā)出一種水性電池，能穩(wěn)定循環(huán)2000次。鑒于水性電池比非水性鋰電池更安全，其有望成為鋰離子電池的補充，應用于電動汽車等領域。相關研究發(fā)表于新一期《自然·納米技術》雜志。
水性電池是一種以水溶液為電解液的電池。與傳統(tǒng)非水性鋰離子電池相比，水性電池使用基于水的電解質，不存在易燃風險，大大降低了使用過程中的安全隱患。此外，相比傳統(tǒng)電池類型，水性電池對環(huán)境污染更小，更加環(huán)保。水性電池的安全性和環(huán)保性特點，有望廣泛應用于儲能系統(tǒng)、電動汽車等領域。
但是，水性電池也有諸多不足之處。首先，由于電解液為水溶液，其離子傳輸速度較慢，導致水性電池的能量密度相對較低。其次，如果水性電池的電解質中出現(xiàn)雜質，會導致電解質的穩(wěn)定性下降，影響電池壽命和性能表現(xiàn)。這些短板使水性電池目前的應用范圍有限。
為攻克上述難題，在最新研究中，科學家開發(fā)出一種水性/有機雙層電解質，而且使用鋰納米簇來增強電解質的性能。這些納米簇由12-冠醚-4和四甘醇二甲醚制成。
這種設計克服了水性電池電解質的問題，增強了電解質的穩(wěn)定性，也降低了其內(nèi)部電阻，使電池實現(xiàn)了高循環(huán)壽命（2000次循環(huán)）。
這種新型水性電池能在0—4.9伏的電壓下工作，比其他類型電池更清潔、更安全，也更容易回收。電池的高生命周期也顯示出非凡的耐用性，為其廣泛應用奠定了堅實基礎。
總編輯圈點：
新型水性電池的突破為新能源領域注入了巨大潛力。這一成果的核心意義，在于以顛覆性技術重構電池安全與環(huán)保的邊界。在應用層面，水性電池憑借水性電解質的本征安全性，可大幅降低儲能電站、電動汽車等場所的火災風險，尤其適合對安全冗余要求嚴苛的場所。而其環(huán)保特性也更契合當前趨勢，在減少重金屬污染的同時簡化回收流程，推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。
