德克薩斯大學研究出室溫液態金屬電池兼備固態和液態電池優點

2020-12-14 東方財富網

目前市面上，大多數電池都是由固態電極(如可攜式電子產品的鋰離子電池)或液態電極(包括智能電網的流動電池)組成。為此，德克薩斯大學的研究人員發明了一種他們稱之為「室溫全液態金屬電池」的東西，把液態和固態電池兩種電池的優點都囊括其中。

固態電池具有強大的儲能能力，但它們通常會遇到許多問題，導致電池的性能隨著時間的推移而降低，效率也會降低。液態電池則可以更有效地提供能量，而且不會像固態電池那樣長期老化，但它們要麼無法滿足高能量需求，要麼需要大量資源來持續加熱電極並使其保持熔融狀態。

研究人員稱，在他們研發的電池中，金屬電極可以在20攝氏度(68華氏度)的溫度下保持液化，這是液態金屬電池有史以來最低的工作溫度。這是一個重大的變化，因為目前的液態金屬電池必須保持在240攝氏度以上的溫度。

該論文的第一作者丁宇(音譯)說：「這種電池可以同時提供固態和液態的所有優點——能量增高、穩定性和靈活性增加，而沒有各自的缺點，同時還能節約能源。」該論文發表在《先進材料》雜誌上。

電池以鈉鉀合金為陽極，以鎵基合金為陰極。在論文中，研究人員指出，使用不同的材料可以製造出熔點更低的電池。研究人員表示，他們的常溫電池不僅能比鋰離子電池提供更多的能量，而且充電和傳輸能量的速度還是現在的幾倍。由於液體成分，電池可以根據需要的電量伸縮。電池越大，它能提供的能量就越多。

於教授說：「我們很高興看到液態金屬可以成為一種很有前途的替代傳統電極的方法。鑑於所展示的高能量和功率密度，這種創新電池有望應用於智能電網和可穿戴電子設備。」

研究人員已經在這個項目上花費了三年多的時間，但是這項工作還沒有完成。與傳統電池的一些關鍵材料相比，構成這種新電池支柱的許多元素更為豐富，降低了大規模生產的難度和成本。然而，鎵仍然是一種昂貴的材料。尋找替代材料，既能提供相同的性能，又能降低生產成本仍然是一個關鍵挑戰。

丁教授說：「雖然我們的電池在現階段無法與高溫液態金屬電池抗衡，但如果設計出高電導率的高級電解質，則有望獲得更好的供電能力。」

（文章來源：OFweek）

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