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日内瓦大学开发不易燃固体电解质助力打造钠电池

时间:2020-10-20 18:26:18 来源:本站 作者:
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  锂电池可以为电动汽车和电子设备提供动力,但此类电池存在诸多缺点,例如,其电解质使电子和正电荷在电极之间移动的介质是易燃液体;此外,锂是有限资源。



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据外媒报道,日内瓦大学UNIGE的结晶学专家开发了一种可以在室温下工作的不易燃固态电解质,而且它能够输送储量丰富的钠,而不是锂,有助于打造动力更强的电池。这种电解质是由硼和氢组成的硼氢化物,其晶体结构使电池获得理想性能。

开发电动汽车取决于是否有强大、安全的电池。锂电池是当前解决这些挑战的答案。不幸的是,锂需要液态电解质,这些电解液一旦发生泄漏,很容易爆炸。UNIGE博士后研究员Fabrizio Murgia表示:“更重要的是,地球上的锂资源储量较少,因此钠成为很好的替代品,二者的化学和物理性质颇为接近。”

主要研究人员、UNIGE博士后研究员Matteo Brighi表示:“问题是钠比锂重。在电解质中很难移动。”因此,有必要开发能够运输钠等阳离子的电解质。2013和2014年,日本和美国的研究小组发现,在超过120°C的温度下,硼氢化物是良好的钠导体。但对于日常使用的电池来说,这个温度过高。

日内瓦大学的结晶学家们开始着手降低传导温度。UNIGE结晶学实验室的教授和项目负责人Radovan Cerny表示:“我们使用硼氢化物作为电解质并获得成功,从室温到250°C均未出现安全问题。更重要的是,它们能抵抗更高的电位差,因此,电池能储存更多的能量。”

研究人员利用晶体学方法来制造电解质。据介绍,其研究提供了可以用来制造和破坏硼氢化物结构的案例。硼氢化物的结构允许出现硼球和带负电荷的氢。这些球形空间为带正电荷的钠离子留下了足够的空间。Brighi表示:“然而,由于正负电荷互相吸引,我们需要在结构中制造混乱来扰乱硼氢化物,让钠移动。”

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