美国研发新型锂电池混合固体电解质

美国研发新型锂电池混合固体电解质美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室科学家 Nitash Balsara 以及北卡罗莱纳大学 Joseph DeSimone 联合研究出一种高导电混合电解质，结合了两种主要类型的固体电解质——聚合物和玻璃。　　Balsara 表示：“电解质具有兼容性，在电池进行循环时，可变形保持与电极接触。这种固体电解质还具有前所未有室温电导率。”　　电解质承载电池阴极和阳极之间的电荷，大多数商用电池都是使用的电解液。研究人员正在努力开发出一种全部使用固体成分的电池，性能更好，持续时间更长，安全性更高。　　这两种固体电解质——聚合物和玻璃或陶瓷 ，都有自身的问题。聚合物电解质在室温下导电性不好，需要被加热。然而陶瓷电解质，在室温下导电性能很好，但需要一个很大的压力作用，以保持与电极接触。　　这种玻璃 - 聚合物混合电解质，取玻璃颗粒，将全氟聚醚链附着到玻璃颗粒的表面，加入盐，然后从这些组成成分中制做出薄膜。通过调整聚合物与玻璃的配比，这样就能产生出一种兼容性强的电解质，室温条件下具有高导电性和优异的电化学稳定性。　　虽然导电率不如那一种液体电解质那么强，低 10~15 倍。但是对于一些应用来说已经足够了。而且我们不需要液体电解质那么高的导电性，因为混合电解质中的所有电流都是由锂离子承载的，而传统的锂电解质，只有 20% 到 30% 的电流是由锂离子承载。 “人们都用 5 伏的阴极，但是对于 5 伏阴极能够保持稳定性的电解质目前还没有。”Balsara 表示，“但是我们已证明这种电解质对于 5 伏阴极能够保持稳定性。”　　进一步的实验表明，该混合电解质非常适合于硫阴极，运行电压低，而且发电量高，价格便宜。另外，和传统液体电解质的锂硫电池不同，这种玻璃 - 高分子混合电解质具有不溶性。　　研究人员在 PNAS 文章中写道：虽然仍有许多工作要做，我们的工作将开启混合固体电解质一条未知的道路，将解决锂电池的当前挑战。能源部的科学办公室为此研究提供资金。( 中国新材料网 )