美國研究人員開發出一種可充電的水基鋅電池, 不僅容量大, 壽命長, 而且更安全, 有望成為目前廣泛使用的鋰電池的理想替代品.
對於電池來說, 體積小, 容量大, 壽命長, 安全性高, 製造成本低等都是理想的素質要求, 但集這些特性於一身的電池目前還難以找到. 就拿消費電子產品中廣泛使用的鋰電池來說, 雖然在容量, 體積, 壽命等方面可圈可點, 但其爆炸風險卻讓許多人詬病.
而此次美國馬里蘭大學, 陸軍研究實驗室和國家標準與技術研究院研究人員組成的研究小組, 將傳統的鋅電池技術與水電池技術相結合, 開發出了容量更大, 安全性更高的可充電電池. 他們使用新型的含水電解質, 替代傳統鋰離子電池中使用的易燃有機電解質, 大大提高了電池的安全性; 而通過添加金屬鋅以及在電解液中添加鹽, 則有效提高了電池的能量密度.
研究人員指出, 鋅電池是一種安全且生產成本相對較低的電池, 但能量密度低, 壽命也短, 因而並不完美. 新型水基鋅電池則克服了傳統鋅電池的這些缺點, 不僅大大提高了電池的能量密度, 電池壽命也延長了許多. 而與鋰電池相比, 水基鋅電池不僅可在能量密度方面與其一較高下, 而且安全得多, 不會有爆炸或引發火災的風險.
研究人員對新型水基鋅電池的商業化前景充滿信心. 他們表示, 新型電池最終不僅可用於消費電子產品, 成為鋰電池的有力競爭者, 還可在太空, 深海等極端環境下使用, 在航空航天, 深海探測以及軍事領域都有用武之地.
相關研究成果發表在最新一期《自然·材料》雜誌上.
