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添加纳米线让锂离子电池更安全
2018/05/10 点击 230 次

中国粉体网讯  无论手机、笔记本电脑、还是电动车辆都离不开锂离子电池,它是“点燃”我们日常生活的重要能源。然而近些年,锂离子电池却因为实实在在的着火事件而引起了舆论的关注。怎样才能开发出更为安全的电池呢?据科学家在ACS期刊的纳米板块发表的文章介绍,在电池中加入纳米线不仅可以提升电池的耐火性,同时也能提升电池其他方面的性能。


在锂离子电池中,锂离子通过电解质往返穿梭于两电极之间,传统锂离子电池的电解质是盐和有机溶剂构成的液体,很容易蒸发,是造成火灾的隐患。因此,学者们将研究的重心转向了固态电解质。被提议担起固态电解质的“人选”有很多,然而这些物质大多或稳定性不够,或不能满足大规模生产的需要,二者不可得兼。这其中,聚合物电解质因其良好的稳定性、低成本和灵活性而被认为是担当固态电解质的潜力股,但是它的导电性和力学性能却较差,因此,科学家们通过添加一系列化合物来设法提升聚合物电解质的性能。陶新永和他的研发团队制备出的硼酸镁纳米线恰好就具有良好的力学性能和导电性,如果把硼酸镁纳米线加入到固态电解质中,是否电池也会被赋予相应的良好特性呢?陶新永的团队对此十分好奇。


他们在固体电解质中混合了5、10、15、20重量百分比的硼酸镁纳米线并进行实验观察,发现硼酸镁纳米线确实可以提升电解质的导电性,这种提升与离子通过电解质的速度和数量息息相关,离子通过电解质的速度越快,快速通过的数量越多,电解质的导电性能就越好。此外,硼酸镁纳米线的添加还使得电解质能够承受更大的压力。研究团队还测试了加入硼酸镁纳米线后电解质的可燃性,发现它几乎不可燃烧。而由硼酸镁纳米线强化的固态电解质与阴阳极配对所构成的电池,在速率性能和循环容量上都比电解质中不含硼酸镁纳米线的电池有所提升。





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