锂离子电池已经成为消费电子和航空航天系统的首选储能方式。然而,与锂离子电池中使用的有机电解液相关的潜在安全隐患仍然是一个持续存在的问题。锂离子电池已经成为消费电子和航空航天系统的首选储能方法。然而,与锂离子电池中使用的有机电解质相关的潜在安全危害仍然是持续关注的问题。
还记得几年前关于气垫爆炸的报道吗?这些自燃的罪魁祸首是劣质锂离子电池,其中含有高度易燃、有毒和易受潮的电解质。
然而,约翰霍普金斯大学应用物理实验室的一群科学家与马里兰大学和陆军研究实验室的研究人员合作,开发出一种新型柔性锂离子电池,这种电池无害,可以在极端条件下工作,包括切割、下沉和弹道冲击。
在上个月《先进材料》在线发表的论文《具有高能量和功率密度的柔性水性锂离子电池》中,科学家描述了他们的工作,该工作基于一种新型的高浓度水性电解质,被称为“它可以解决传统锂离子电池的不稳定性问题”。
该团队在户外以最小的包装操作其柔性锂离子电池,仅使用一些具有电子绝缘的耐热胶带将其固定到位。在他们的演示中,电池为大型电机负载供电,没有任何安全隐患。为了证明其充分的安全潜力,该小组在电池运行期间进行了一系列测试,包括切割电池,将其浸入海水中,以及在APL设施进行弹道测试。传统的锂离子电池无法进行这些测试。
令人印象深刻的是,这些滥用测试不仅不会导致灾难性的故障,而且即使损坏并完全暴露在空气和水中,电池仍然可以保持其性能,继续为负载供电。
盐包水电解质的非凡安全性源于水与高浓度盐紧密结合,电解质略疏水,即能排斥水。
该团队正在寻找机会转换技术,使其可用。
APL高级研究科学家兼首席研究员Kostas Gerasopoulos表示:“我们希望展示这项技术在实际应用中的真正意义。”特别是对我们的人员来说,我们的[士兵]在执行任务时处于极端的条件和环境中,他们维护安全和表现的能力是前所未有的。"
当前这一代的柔性电池显示出巨大的潜力,但它们仍处于原型阶段。
Gerasopoulos说,“我们希望进一步提高[电解质]的坚固性和电池的能量密度。”“虽然这项工作证明了我们可以制造安全的锂离子电池的概念,但这种锂离子电池可以经受住机械虐待。”
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