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手机已经节省了更强大的锂电池即将问世

作者:华宇娱乐 时间:2018-12-31 01:54 浏览次数:

众所周知,锂电池几乎用于世界各地的各种电子设备,包括笔记本电脑、iPad、卫星、人工心脏和智能手机。最近,弗吉尼亚州弗吉尼亚州立大学的研究人员正致力于提高锂离子电池的导电性和安全性。

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手机已经节省了更强大的锂电池即将问世

弗吉尼亚州立大学物理学教授PuruJena表示,科学家现在可以防止液体电解质引起的锂电池不稳定。因此,尽管存在这种不稳定性,液体电解质仍然广泛用于锂电池中,因为它们具有优于那些更稳定的固体电解质的导电性优势。

然而,耶拿和他的同事洪芳的理论研究表明,人类可能能够设计出导电且不会失去液体电解质的固体电解质,但也非常稳定。他们的研究结果将于本月底发布在《美国科学院学报》,这可能会导致更安全的、更强大的锂电池。

耶拿说:“从理论上讲,就稳定性和传导性而言,也许鱼和熊掌都可以兼得。”

我们都知道电解质是电池的核心,是由正离子和负离子组成的盐。正离子是质子多于电子的离子,而负离子是质子比质子多的原子。在锂电池中,正锂离子通过电解质在电极之间流动。锂离子可以自由地流过液体电解质,但在固体电解质中具有较低的流动性,这降低了导电性。因此,为了提高固体电解质的电导率,研究人员制定了一个计算模型,其中去除了单个负离子并被负离子簇(负离子基团)取代。

这些科学家的灵感来自其他研究人员之前测试过的固体电解质。最初,该电解质属于所谓的“抗钙钛矿氧化物”,其中一个氧原子和三个锂原子形成正离子,然后将其与氯离子连接。在新的计算模型中,氯离子被硼原子和四个氟原子的阴离子簇取代,这可以改善导电性。

“用离子簇代替氯离子可以提高电导率,”洪芳说。 “由于离子簇的体积较大,锂离子的移动速度与液体一样快。”目前,Jena和Hong Fang正在寻找合作者。在实验室环境中测试他们的计算模型,最后在锂电池上实现他们的应用。