財聯社(上海,編輯 黃君芝)訊,眾所周知,橡膠是一種絕緣體,可能看起來并不是電池中電解液材料的最佳候選材料,但佐治亞理工學院(Georgia Tech)的研究人員開發了一種新的橡膠材料,具有高導電性。這種彈性體電解質可以使電動汽車電池更安全,續航里程更長。
從智能手機到電動汽車,鋰離子電池已經引領了多種技術的革命。但當電池損壞或過熱時,總是存在著火或爆炸的風險,這主要就是因為在電極之間運送鋰離子的液體電解質。
盡管固態電解質可以幫助降低這種風險,但也有自己的問題。它們通常由陶瓷材料制成,可能有些脆弱,而且它們與電極之間的界面可能是不完整的,從而降低了離子在電池中的傳導性。
佐治亞理工學院的研究人員說,他們的新型彈性體電解質可以解決上述兩個問題。這種橡膠材料可以從突起處反彈到電池上,并與電極保持平穩的連接。這樣既能保持高導電性,又能防止鋰枝晶的生長,而鋰枝晶通常是導致電池失效的第一步。
不過,橡膠本身并不是導電的部分。新的橡膠嵌入了一種名為琥珀腈的導電塑料晶體,而彈性體提供了一個3D支架,使電解質具有其形狀和穩定性。在測試中,用這種新電解質制造的鋰金屬電池能夠在室溫下以4.5V的電壓運行,在1000個循環中幾乎沒有容量衰減。100次循環后也沒有形成枝晶的跡象。
當然,這仍有改進的余地,該團隊正在研究如何提高循環時間和離子導電性。該團隊表示,這可能最終導致更安全和更持久的電動汽車電池。上述研究成果已于近期發表在了著名科學期刊《自然》雜志上。
“更高的離子電導率意味著你可以同時移動更多的離子,”該研究的主要作者邁克爾·李(Michael Lee)說,“通過提高電池的比能量和能量密度,可以提高電動汽車的行駛里程。”