日內瓦大學開發不易燃固體電解質 助力打造鈉電池

2020-12-04 蓋世汽車資訊

蓋世汽車訊 鋰電池可以為電動汽車和電子設備提供動力，但此類電池存在諸多缺點，例如，其電解質（使電子和正電荷在電極之間移動的介質）是易燃液體；此外，鋰是有限資源。

（圖片來源：techxplore）

據外媒報導，日內瓦大學(UNIGE)的結晶學專家開發了一種可以在室溫下工作的不易燃固態電解質，而且它能夠輸送儲量豐富的鈉，而不是鋰，有助於打造動力更強的電池。這種電解質是由硼和氫組成的硼氫化物，其晶體結構使電池獲得理想性能。

開發電動汽車取決於是否有強大、安全的電池。鋰電池是當前解決這些挑戰的答案。不幸的是，鋰需要液態電解質，這些電解液一旦發生洩漏，很容易爆炸。UNIGE博士後研究員Fabrizio Murgia表示：「更重要的是，地球上的鋰資源儲量較少，因此鈉成為很好的替代品，二者的化學和物理性質頗為接近。」

主要研究人員、UNIGE博士後研究員Matteo Brighi表示：「問題是鈉比鋰重。在電解質中很難移動。」因此，有必要開發能夠運輸鈉等陽離子的電解質。2013和2014年，日本和美國的研究小組發現，在超過120°C的溫度下，硼氫化物是良好的鈉導體。但對於日常使用的電池來說，這個溫度過高。

日內瓦大學的結晶學家們開始著手降低傳導溫度。UNIGE結晶學實驗室的教授和項目負責人Radovan Cerny表示：「我們使用硼氫化物作為電解質並獲得成功，從室溫到250°C均未出現安全問題。更重要的是，它們能抵抗更高的電位差，因此，電池能儲存更多的能量。」

研究人員利用晶體學方法來製造電解質。據介紹，其研究提供了可以用來製造和破壞硼氫化物結構的案例。硼氫化物的結構允許出現硼球和帶負電荷的氫。這些球形空間為帶正電荷的鈉離子留下了足夠的空間。Brighi表示：「然而，由於正負電荷互相吸引，我們需要在結構中製造混亂來擾亂硼氫化物，讓鈉移動。」

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