不易燃電解液在高性能鉀電池的應用

2021-01-08 電子發燒友
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不易燃電解液在高性能鉀電池的應用

蓋世汽車 發表於 2020-02-21 21:15:09

據外媒報導，澳大利亞科學家研發一種不易燃電解液，可應用於鉀和鉀離子電池，促進鋰技術以外的下一代儲能系統發展。新型電解質基於有機磷酸鹽，使電池更加安全，而且可以在低濃度下運行，這是大規模應用的必要條件。

目前，鋰離子電池技術在儲能市場佔據主導位置，但是，這種電池存在價格、環境問題和電解液易燃等固有缺點。在開發下一代電池技術時，科學家們嘗試用鉀離子等更豐富、更便宜的材料，來取代鋰離子。然而，鉀和鉀離子電池也存在安全問題，比如電解質易燃。

澳大利亞伍倫貢大學（University of Wollongong）的材料科學家Zaiping Guo及其團隊，開發了一種基於阻燃材料的電解質，找到新解決方案。新型電解質以磷酸三乙酯為單一溶劑組分。之前在鋰離子電池中進行測試時，這種阻燃劑材料需要達到非常高的濃度，才能長期保持穩定，工業應用成本過高。所以，電池行業需要更便宜、性能更好的稀電解質。在研究過程中，研究人員發現，可以用鉀離子來降低相關濃度。他們將磷酸鹽溶劑與一種常用的鉀鹽混合，從而獲得一種不會燃燒的電解質，可使組裝電池的濃度穩定循環在0.9-2mol/L，適合較大規模應用，比如智能電網。

研究人員表示，形成均勻穩定的固態電解質間相層，是確保性能的關鍵。根據他們的觀察，只有採取這種磷酸鹽電解質，才能生成間相層，傳統碳酸鹽電解液無法形成此類層體。另外，新型電解質具有高循環穩定性，而在相同條件下，傳統碳酸鹽基電解液會發生分解。

研究團隊已經證明，新型無機磷酸鹽電解質，可用於製造性能安全的下一代鉀離子電池。他們認為，可進一步開發基於阻燃劑的電解質，並將其應用於其他非易燃電池系統設計。

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