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美国研究人员开发水基锌电池,有望成理想替代品

来源:宝鄂实业    2019-03-19 15:44    点击量:

美国研究人员开发出一种可充电的水基锌电池,不仅容量大,寿命长,而且更安全,有望成为目前广泛使用的锂电池的理想替代品。

对于电池来说,体积小、容量大、寿命长、安全性高、制造成本低等都是理想的素质要求,但集这些特性于一身的电池目前还难以找到。就拿消费电子产品中广泛使用的锂电池来说,虽然在容量、体积、寿命等方面可圈可点,但其爆炸风险却让许多人诟病。

而此次美国马里兰大学、陆军研究实验室和国家标准与技术研究院研究人员组成的研究小组,将传统的锌电池技术与水电池技术相结合,开发出了容量更大、安全性更高的可充电电池。他们使用新型的含水电解质,替代传统锂离子电池中使用的易燃有机电解质,大大提高了电池的安全性;而通过添加金属锌以及在电解液中添加盐,则有效提高了电池的能量密度。

研究人员指出,锌电池是一种安全且生产成本相对较低的电池,但能量密度低,寿命也短,因而并不完美。新型水基锌电池则克服了传统锌电池的这些缺点,不仅大大提高了电池的能量密度,电池寿命也延长了许多。而与锂电池相比,水基锌电池不仅可在能量密度方面与其一较高下,而且安全得多,不会有爆炸或引发火灾的风险。

电池内部涂覆的活性物质是电池工作的关键组成,传统电池由于其具有固定形状,活性物质与导电基底间的结合相对牢固。然而,当电池柔性化时,涂覆的活性物质就容易产生脱落,进而影响了电池的正常使用。近年来,柔性可穿戴电子设备和理念获得快速发展,制备出在弯折时,内部活性物质不脱落的电池是发展柔性设备亟待解决的问题。

近日,中科院大连化物所研究部报道了一种制备柔性电池的新工艺,他们通过化学镀技术实现活性物质与导电基底直接牢固结合,当电池任意弯折时,活性物质都不会产生脱落,显示出很好的柔韧性,该电池可应用在可弯折电子设备上。化学镀技术是一种较成熟的表面涂层技术,广泛用于化工、航空、医疗器械等领域,该技术具有镀层均匀、成分灵活多样、适用于非金属基底等优点。传统电池是将活性物质用粘结剂涂覆在导电基底上,该科研团队改变涂覆方法,通过化学镀技术将金属薄膜镀覆在活性物质上。该工艺技术具有制备成本低廉、易于实际应用等优点,为未来柔性电池产业化奠定了基础。以上工作发表于《先进功能材料》上。

根据松下官方发布的公告,对于涉事笔记本电池问题将提供一款电池诊断控制程序,此程序可以判断电池劣化的状况,规避起火的风险,确保消费者的使用安全。但目前相关程序正开发中,松下方面预计将在今年5月末正式完成。在程序正式上线之前,松下方面建议用户将电池模式调整为节能模式(ECO Mode),降低事故的风险概率。

据记者了解,松下CF-SX系列主要分为SX2和SX4两大系列,生产时段大致为2012年9月到2016年9月,在中国内地涉及数量约为2700台;而CF-AX系列主要分为AX2和AX3两大系列,生产时段为2012年6月到2015年10月,在中国内地涉及数量约为600台。根据多方媒体的报道显示,全球涉事的松下笔记本电脑可能达到116.8万台。

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