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科学家研发出新型锂离子电池,切割撞击点燃照样能用

【人工智能网】

1月11日音讯,据外洋媒体报道,近日科学家们制作出一种几乎不新型锂离子电池,禁受切割、蜿蜒、撞击、液体浸泡以至于被点燃后依然可以一般供电。

 

锂离子电池塑造了当代天下。这些电池是从手机、笔记本电脑到电动汽车等大多数可充电装备的中心。虽然锂离子电池可以重复充放电,而且能量密度很高,但也存在着本身的缺点。锂离子电池有毒、而且易燃,这意味着即使是最小的损坏也大概致使锂离子电池发作爆炸。

 

由约翰霍普金斯运用物理试验室物理学家指导的一组研讨人员深信可以发明出更平安的电池。在过去的五年里,他们一直在开发一种不会失效的锂离子电池。2017年,他们与马里兰大学(University of Maryland)的研讨人员协作,初次展现了这类牢固耐用的电池,禁受切割、撞击、蜿蜒和浸泡后依然可以一般供电。客岁岁尾,约翰斯·霍普金斯大学的研讨小组又前进了一部,使其具有防火机能,并将电压提高到与贸易产物相称的程度。

 

指导这项研讨的约翰霍普金斯运用物理试验室资深科学家康斯坦第诺斯·吉拉索普洛斯(Konstantinos Gerasopoulos)指出,制作牢不可破锂离子电池的隐秘在于电解液,恰是这类化学物质将电池的正极和负极离开。当你运用锂离子电池时,带电锂粒子从阳极到阴极穿过电解质中的屏蔽,在其中举行化学反应并发作能量。

 

大多数锂离子电解质是易燃锂盐和有毒液体的夹杂物,这意味着“在本日的锂离子化学研讨中,实际上是一个大概会致使灾害的配方。”约翰霍普金斯运用物理试验室材料科学项目经理杰夫·马兰奇(Jeff Maranchi)说。假如分开阴极和阳极的可渗透屏蔽崩溃,就会形成电池短路并发作大批的热量。当一切的热量都接触到高度易燃的锂离子电解液时,锂离子电池就会发作起火爆炸。

 

水性电池避免了一切这些问题,因为电解质是水基的,因而既不易燃也无毒。它们已存在了25年,但因为能量太弱而没法发挥作用。研讨小组发明,经由过程增添锂盐的浓度,并将电解液与一种类似于软塑料的聚合物夹杂,可以将电势能从1.2伏特提高到4伏特,这与现在的商用锂离子电池相称。

 

当吉拉索普洛斯和他的同事们在这类新型电解质中加上商用的阴极和阳极时,得到了一个从未见过的锂离子电池。它像隐形眼镜一样通明,可蜿蜒、无毒且不易燃,可以在露天环境中生产和操纵,更不须要外壳。最主要的是,它可以蒙受种种打击和损坏。

▲新型电池中心的电解质是锂盐和一种不会着火或爆炸的软塑料材料聚合物。

 

在测试中,研讨人员将装备浸入盐水中,用铰剪剪开它,用氛围炮模仿弹道对电池举行打击,然后点燃。在每一次测试中,电池都可以不间断地发出电流。在熄灭测试后,研讨人员将烧焦的电池部份切掉,电池可以继承一般事情100小时。

 

马兰奇说,这类新型的水基电池不仅仅是属于试验室里的新颖东西。研讨团队已在与一些不肯泄漏姓名的制作商在举行谈判。他们说,这些制作商可以毫不费力地将新型化学物质和制作要领整合到现有的锂离子生产设备中。他说,这类电池大概会在两年内上市,而且会运用到之前锂离子电池没有涉足的范畴

 

因为其天然的柔韧性,可以被整合到可穿着电子产物中,以至终究直接整合到打扮纤维中。这类新型电池的牢固性也可以运用于军事和科学研讨范畴,比方自动水下航行器、无人机和卫星。

 

另有一些手艺停滞须要战胜,比方怎样增添电池的可充电次数。一块典范的智能手机电池充放电次数可以凌驾1000次,然则这类新型锂离子电池在充电100次后就入手下手落空效力。吉拉索普洛斯说,对电解质化学配方举行微调应当可以处理这个问题。

 

也许,锂离子电池会发作爆炸的时期就要完毕了。

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