鉅大LARGE | 點擊量：621次 | 2021年12月14日
美大學研究人員研發(fā)室溫全液態(tài)金屬電池 可快速完成充放電
克薩斯州奧斯汀—德克薩斯大學奧斯汀分校的考克雷爾工程學院的研究人員開發(fā)了一種新型電池，該電池結合了現(xiàn)有選件的許多優(yōu)點，同時消除了其主要缺點并節(jié)省了能源。
大多數(shù)電池由固態(tài)電極（例如用于便攜式電子設備的鋰離子電池）或液態(tài)電極（包括用于智能電網的液流電池）組成。UT研究人員創(chuàng)造了他們所謂的“室溫全液態(tài)金屬電池”，其中包括液態(tài)和固態(tài)電池兩全其美。
固態(tài)電池具有顯著的能量存儲能力，但是它們通常會遇到許多問題，這些問題會導致它們隨著時間的推移而退化并降低效率。液態(tài)電池可以更有效地輸送能量，而不會長期損壞已售出的設備，但是液態(tài)電池不能滿足高能量需求，或者需要大量資源來不斷加熱電極并使之保持熔融狀態(tài)。
研究人員稱，該團隊電池中的金屬電極可以在20攝氏度（68華氏度）的溫度下保持液化，這是液態(tài)金屬電池所記錄的最低工作溫度。這代表了重大變化，因為當前的液態(tài)金屬電池必須保持在高于240攝氏度的溫度下。
“這種電池可以提供固態(tài)和液態(tài)的所有優(yōu)點-包括更多的能量，更高的穩(wěn)定性和柔韌性-沒有各自的缺點，同時還可以節(jié)省能源，”于桂華副教授的博士后研究人員于定說。沃克機械工程系的專家組。丁是團隊最近在《高級材料》上發(fā)表的有關室溫電池的論文的主要作者。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該電池包括鈉-鉀合金作為陽極和鎵基合金作為陰極。研究人員在論文中指出，使用不同的材料可以制造熔點更低的電池。
室溫電池有望提供比當今大多數(shù)個人電子設備的支柱鋰離子電池更多的電量。研究人員說，它可以更快地充電和傳遞能量幾倍。
由于使用了液態(tài)成分，因此可以根據(jù)所需的功率輕松放大或縮小電池。電池越大，可以提供的功率就越大。這種靈活性使這些電池有可能為從智能手機和手表到基礎設施的一切供電，從而為向可再生能源的發(fā)展提供了支撐。
于教授說：“我們很高興看到液態(tài)金屬可以提供一種有希望的替代傳統(tǒng)電極的替代品?！薄拌b于展示出的高能量和功率密度，該創(chuàng)新電池可以在智能電網和可穿戴電子設備中實現(xiàn)?！?/p>
研究人員在該項目上花費了三年多的時間，但這項工作尚未完成。構成這種新型電池主干的許多元素比傳統(tǒng)電池中的某些關鍵材料更為豐富，從而使其潛在地更易于大規(guī)模生產且成本更低。然而，鎵仍然是昂貴的材料。尋找能夠提供相同性能同時降低生產成本的替代材料仍然是一個關鍵挑戰(zhàn)。
增加室溫電池電量的下一步是改進電解質，電解質是使電荷流過電池的組件。
丁說：“盡管目前我們的電池無法與高溫液態(tài)金屬電池競爭，但如果設計具有高電導率的先進電解液，則有望獲得更好的動力性能。”
