过去几十年来,手机、笔记本电脑和其他个人设备的蓬勃发展得益于锂离子(Li-ion)电池,但随着气候变化要求为电动汽车和电网规模的可再生能源储存提供更强大的电池,锂离子技术可能已经不够用了。
锂金属电池(LMB)的理论容量比锂离子电池高出一个数量级,但几十年来,更实际的繁荣阻碍了研究的发展。
"芝加哥大学普利兹克分子工程学院教授 Chibueze Amanchukwu 在最近的一项研究中写道:"在 20 世纪 80 年代末,锂金属电池商业化的第一波浪潮中,一个复杂的挑战进一步注定了它们的爆炸倾向。
11月9日发表在《物质》(Matter)杂志上的这项研究概述了解决这一数十年老问题的方法,即使用无溶剂无机熔盐制造能量密集、安全的电池,为电动汽车和电网规模的可再生能源储存提供新的可能性。
"Amanchukwu说:"我们已经开发出一种不易燃、不易挥发的系统,它不仅安全,而且实际上可以将能量密度提高2倍(与锂离子电池相比)。
传统的锂金属电池依赖于将锂盐溶解在溶剂中制成的电解质。这些易挥发、易燃的溶剂--而不是锂盐本身--导致了这些安全问题。
为了解决这个问题,研究人员尝试了不同的溶剂或相,或者对盐的浓度进行了调整。这始终是一种权衡:使用固态无机物作为电解质的电池更安全,而使用液态电解质的电池则更强劲。结果要么是电池不安全,要么是电池达不到锂金属电池的巨大理论性能。
参考文献: Low melting alkali-based molten salt electrolytes for solvent-free lithium metal batteries, Matter (2023). DOI: 10.1016/j.matt.2023.10.017. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00518-0