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高性能钾电池采用非易燃电解质 打造下一代储能系统

2020-02-21 浏览次数:1,527 次 盖世汽车

据外媒报道,澳大利亚科学家研发一种不易燃电解液,可应用于钾和钾离子电池,促进锂技术以外的下一代储能系统发展。新型电解质基于有机磷酸盐,使电池更加安全,而且可以在低浓度下运行,这是大规模应用的必要条件。

目前,锂离子电池技术在储能市场占据主导位置,但是,这种电池存在价格、环境问题和电解液易燃等固有缺点。在开发下一代电池技术时,科学家们尝试用钾离子等更丰富、更便宜的材料,来取代锂离子。然而,钾和钾离子电池也存在安全问题,比如电解质易燃。

澳大利亚伍伦贡大学(University of Wollongong)的材料科学家Zaiping Guo及其团队,开发了一种基于阻燃材料的电解质,找到新解决方案。新型电解质以磷酸三乙酯为单一溶剂组分。之前在锂离子电池中进行测试时,这种阻燃剂材料需要达到非常高的浓度,才能长期保持稳定,工业应用成本过高。所以,电池行业需要更便宜、性能更好的稀电解质。在研究过程中,研究人员发现,可以用钾离子来降低相关浓度。他们将磷酸盐溶剂与一种常用的钾盐混合,从而获得一种不会燃烧的电解质,可使组装电池的浓度稳定循环在0.9-2mol/L,适合较大规模应用,比如智能电网。

研究人员表示,形成均匀稳定的固态电解质间相层,是确保性能的关键。根据他们的观察,只有采取这种磷酸盐电解质,才能生成间相层,传统碳酸盐电解液无法形成此类层体。另外,新型电解质具有高循环稳定性,而在相同条件下,传统碳酸盐基电解液会发生分解。

研究团队已经证明,新型无机磷酸盐电解质,可用于制造性能安全的下一代钾离子电池。他们认为,可进一步开发基于阻燃剂的电解质,并将其应用于其他非易燃电池系统设计。

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