新型水基電池部件：有望成為預防電子產品爆炸的關鍵

外媒報道稱，一種新型水基電池部件，或可成為製造安全、高能量、但又不會爆炸起火的電池的關鍵。儘管當前它的續航還不如傳統材料，但研究人員希望可為進一步的研究奠定基礎。市面上最常見的電池，仍然採用了兩側都有電極的鋰離子方案。在充放電的過程中，粒子可在兩極間來回移動。位於中間的電解質，可以幫助粒子的移動。然而大多數情況下，電解質都是由易燃的有機化學物質構成。

圖 1 - 典型 MD 模擬（圖自：

cell.com下同）

馬里蘭大學工程師、兼研究合著者Chunsheng Wang表示：雖然有防火的水基電解質存在，但水並不是很活潑，因此這種安全電池通常也並不強勁。

圖 2 - 水基電解液中的材料穩定性 / 4.0V 穩定窗口

不過現在，研究人員們已經研製出了一種採用新型水基電解質的鋰離子電池。這種電解質不會爆炸，並且電壓達到了 4V —— 與普通郵寄電解質不相上下。

圖 3 - 石墨陽極表面塗層的化學分析

這項研究中的電池，已較其他水基電解液電池好很多。不過它的短板也很明顯 —— 當前循環周期僅 70 次左右。

圖 4 - 不同 4.0V 水基鋰電池的充放電電壓 / 循環性能

馬里蘭大學工程師Chongyin Yang表示，後續他們將努力將新型電池的循環周期提升到 500 次以上，以便將這項技術真正推向市場。

圖 5 - 水基電解質中的帶電陽極和陰極材料的熱穩定性

The Comparison of Reactivity of Neat Water and WiBS toward Lithium Metal

其實早在兩年前，在美國陸軍研究實驗室化學家Kang Xu手下工作的這支團隊，就已經打造出了一種電壓達到 3V的水基電解質。遺憾的是，儘管它足夠安全，但卻導致了一側電極的退化，因此儲存不了多少能量。

The Low Reactivity of WiBS GPE toward Lithium Metal

不過在近日發表的論文中，研究人員開發出了一種新型水性電解液，擁有通常只會在有機電解質上才會出現的特殊性質 —— 有一個堅硬的塗層保護電極不受損壞。

The "Nail Penetration" of a 4 V Aqueous Pouch Cell

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《焦耳》（Joule）期刊上。

[編譯自：TheVerge]

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