更強大的鋰離子電池即將問世

眾所周知，鋰離子電池被用于世界上幾乎所有的電子設(shè)備，包括筆記本電腦、ipad、衛(wèi)星、人造心臟和智能手機。最近，弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的研究人員正致力于提高鋰離子電池的導(dǎo)電性和安全性。

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維吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的杰出物理學(xué)教授PuruJena說，科學(xué)家現(xiàn)在可以防止鋰離子電池因為液體電解質(zhì)而變得不穩(wěn)定。因此，盡管存在這種不穩(wěn)定性，液體電解質(zhì)仍然廣泛應(yīng)用于鋰離子電池中，因為它們比更穩(wěn)定的固體電解質(zhì)具有導(dǎo)電優(yōu)勢。

但是耶拿和她的同事洪芳的理論研究表明，設(shè)計固態(tài)電解質(zhì)是有可能的，這種電解質(zhì)導(dǎo)電的方式不會轉(zhuǎn)化為液態(tài)電解質(zhì)，而且非常穩(wěn)定。他們的發(fā)現(xiàn)將于本月晚些時候發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(proceedingsofthenationalacademyofsciences)雜志上，這可能會帶來更安全、更強大的鋰離子電池。

理論上，耶拿說，穩(wěn)定性和導(dǎo)電性可能是一個組合。

眾所周知，電解質(zhì)是電池的核心，是一種由正離子和負(fù)離子組成的鹽。正離子是比電子多質(zhì)子的原子，負(fù)離子是比質(zhì)子多電子的原子。在鋰離子電池中，正電鋰離子通過電極之間的電解質(zhì)流動。鋰離子可以在液體電解質(zhì)中自由流動，但在固體電解質(zhì)中流動性較差，從而降低了電導(dǎo)率。因此，為了提高固體電解質(zhì)的導(dǎo)電性，研究人員創(chuàng)建了一個計算模型，在該模型中，單個陰離子被移除，取而代之的是成群的陰離子。

其他研究人員之前測試過的固體電解質(zhì)給了科學(xué)家們靈感。一開始，電解液是一種反鈣鈦礦氧化物，其中一個氧原子和三個鋰原子形成一個正離子，然后正離子與一個氯離子相連。在新的模型中，氯離子被由一個硼原子和四個氟原子組成的負(fù)離子簇所取代，這可能會提高電導(dǎo)率。