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高性能鉀電池采用非易燃電解質(zhì) 打造下一代儲能系統(tǒng)

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:蓋世汽車 發(fā)布時間:2020-02-20 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:據(jù)外媒報道,澳大利亞科學家研發(fā)一種不易燃電解液,可應用于鉀和鉀離子電池,促進鋰技術(shù)以外的下一代儲能系統(tǒng)發(fā)展。新型電解質(zhì)基于有機磷酸鹽,使電池更加安全,而且可以在低濃度下運行,這是大規(guī)模應用的必要條件。

目前,鋰離子電池技術(shù)在儲能市場占據(jù)主導位置,但是,這種電池存在價格、環(huán)境問題和電解液易燃等固有缺點。在開發(fā)下一代電池技術(shù)時,科學家們嘗試用鉀離子等更豐富、更便宜的材料,來取代鋰離子。然而,鉀和鉀離子電池也存在安全問題,比如電解質(zhì)易燃。

澳大利亞伍倫貢大學(University of Wollongong)的材料科學家Zaiping Guo及其團隊,開發(fā)了一種基于阻燃材料的電解質(zhì),找到新解決方案。新型電解質(zhì)以磷酸三乙酯為單一溶劑組分。之前在鋰離子電池中進行測試時,這種阻燃劑材料需要達到非常高的濃度,才能長期保持穩(wěn)定,工業(yè)應用成本過高。所以,電池行業(yè)需要更便宜、性能更好的稀電解質(zhì)。在研究過程中,研究人員發(fā)現(xiàn),可以用鉀離子來降低相關(guān)濃度。他們將磷酸鹽溶劑與一種常用的鉀鹽混合,從而獲得一種不會燃燒的電解質(zhì),可使組裝電池的濃度穩(wěn)定循環(huán)在0.9-2mol/L,適合較大規(guī)模應用,比如智能電網(wǎng)。

研究人員表示,形成均勻穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)間相層,是確保性能的關(guān)鍵。根據(jù)他們的觀察,只有采取這種磷酸鹽電解質(zhì),才能生成間相層,傳統(tǒng)碳酸鹽電解液無法形成此類層體。另外,新型電解質(zhì)具有高循環(huán)穩(wěn)定性,而在相同條件下,傳統(tǒng)碳酸鹽基電解液會發(fā)生分解。

研究團隊已經(jīng)證明,新型無機磷酸鹽電解質(zhì),可用于制造性能安全的下一代鉀離子電池。他們認為,可進一步開發(fā)基于阻燃劑的電解質(zhì),并將其應用于其他非易燃電池系統(tǒng)設(shè)計。

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