更強(qiáng)大的鋰離子電池即將問(wèn)世

眾所周知，鋰離子電池被用于世界上幾乎所有的電子設(shè)備，包括筆記本電腦、ipad、衛(wèi)星、人造心臟和智能手機(jī)。最近，弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的研究人員正致力于提高鋰離子電池的導(dǎo)電性和安全性。

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維吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的杰出物理學(xué)教授PuruJena說(shuō)，科學(xué)家現(xiàn)在可以防止鋰離子電池因?yàn)橐后w電解質(zhì)而變得不穩(wěn)定。因此，盡管存在這種不穩(wěn)定性，液體電解質(zhì)仍然廣泛應(yīng)用于鋰離子電池中，因?yàn)樗鼈儽雀€(wěn)定的固體電解質(zhì)具有導(dǎo)電優(yōu)勢(shì)。

但是耶拿和她的同事洪芳的理論研究表明，設(shè)計(jì)固態(tài)電解質(zhì)是有可能的，這種電解質(zhì)導(dǎo)電的方式不會(huì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)電解質(zhì)，而且非常穩(wěn)定。他們的發(fā)現(xiàn)將于本月晚些時(shí)候發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(proceedingsofthenationalacademyofsciences)雜志上，這可能會(huì)帶來(lái)更安全、更強(qiáng)大的鋰離子電池。

理論上，耶拿說(shuō)，穩(wěn)定性和導(dǎo)電性可能是一個(gè)組合。

眾所周知，電解質(zhì)是電池的核心，是一種由正離子和負(fù)離子組成的鹽。正離子是比電子多質(zhì)子的原子，負(fù)離子是比質(zhì)子多電子的原子。在鋰離子電池中，正電鋰離子通過(guò)電極之間的電解質(zhì)流動(dòng)。鋰離子可以在液體電解質(zhì)中自由流動(dòng)，但在固體電解質(zhì)中流動(dòng)性較差，從而降低了電導(dǎo)率。因此，為了提高固體電解質(zhì)的導(dǎo)電性，研究人員創(chuàng)建了一個(gè)計(jì)算模型，在該模型中，單個(gè)陰離子被移除，取而代之的是成群的陰離子。

其他研究人員之前測(cè)試過(guò)的固體電解質(zhì)給了科學(xué)家們靈感。一開(kāi)始，電解液是一種反鈣鈦礦氧化物，其中一個(gè)氧原子和三個(gè)鋰原子形成一個(gè)正離子，然后正離子與一個(gè)氯離子相連。在新的模型中，氯離子被由一個(gè)硼原子和四個(gè)氟原子組成的負(fù)離子簇所取代，這可能會(huì)提高電導(dǎo)率。