Den idealiska ersättningen för litium-jonbatterier? Kan vatten-baserade zinkbatterier göra detta?
Efter att ha utvecklat ett vattenbaserat-litiumbatteri förra året har University of Maryland utvecklat ett vattenbaserat-zinkbatteri. Kan det kommersialiseras den här gången?
Amerikanska forskare har utvecklat ett laddningsbart, vattenbaserat-zinkbatteri som inte bara har hög kapacitet, lång livslängd, utan också är säkrare och förväntas vara en idealisk ersättning för de mycket använda litium-jonbatterierna .
För batterier är liten storlek, stor kapacitet, lång livslängd, hög säkerhet och låg tillverkningskostnad idealiska kvalitetskrav, men batterier som integrerar dessa egenskaper är fortfarande svåra att hitta. Ta litiumbatterier som ofta används i konsumentelektronikprodukter som ett exempel. Även om de är anmärkningsvärda vad gäller kapacitet, volym och livslängd, har deras explosionsrisk kritiserats av många människor.
Den här gången kombinerade ett forskarlag bestående av forskare från University of Maryland, Army Research Laboratory och National Institute of Standards and Technology traditionell zinkbatteriteknik med vattenbatteriteknik för att utveckla en större kapacitet och ett säkrare batteri. laddningsbart batteri. De använde en ny typ av vattenhaltig elektrolyt för att ersätta den brandfarliga organiska elektrolyten som används i traditionella litium-jonbatterier, vilket avsevärt förbättrade batteriets säkerhet; och genom att tillsätta metallzink och tillsätta salt till elektrolyten förbättrades batteriets energitäthet effektivt.
Forskarna noterade att zinkbatterier är säkra och relativt billiga att tillverka, men är inte perfekta på grund av deras låga energitäthet och korta livslängd. Det nya vatten-baserade zinkbatteriet övervinner dessa brister hos det traditionella zinkbatteriet, vilket inte bara avsevärt förbättrar batteriets energitäthet, utan också förlänger batteriets livslängd. Jämfört med litiumbatterier är vatten-baserade zinkbatterier inte bara jämförbara i energitäthet, utan är också mycket säkrare, utan risk för explosion eller brand.
Forskarna är övertygade om kommersialiseringsmöjligheterna för det nya vatten-baserade zinkbatteriet. De sa att den nya typen av batteri så småningom inte bara kommer att användas i hemelektronik och bli en stark konkurrent till litiumbatterier, utan även användas i extrema miljöer som rymden och djupt hav, och det kommer att vara användbart i rymdfart, djupt{ {1}}havsutforskning och andra fält.
De relevanta forskningsresultaten publicerades i det senaste numret av tidskriften Nature Materials.
Faktum är att så tidigt som i september förra året utvecklade forskare vid US Army Research Laboratory (ARL) och University of Maryland för första gången litium{{0}}jonbatterier med vatten-salt lösning som en elektrolyt som kan uppnå den erforderliga nivån av hemelektronik såsom bärbara datorer. 4,0 volt utan den brand- och explosionsrisk som vissa kommersiellt tillgängliga icke-vattenhaltiga litium-jonbatterier gör.
Enligt Dr. Kang Xu, en ARL-forskare specialiserad på elektrokemi och materialvetenskap och huvudförfattare till studien, kommer denna teknik att förse soldater med ett helt säkert och flexibelt litium-jonbatteri med samma energi som SOA litium{ {1}}jonbatteriers täthet. Även vid allvarlig mekanisk misshandel förblir batteriet fritt från brand- och explosionsrisker.
Kommentarer: Det vatten-baserade systemet har en betydande effekt för att förbättra batterisäkerheten. Från solid-batterier till grafenbatterier till vatten-baserade zinkbatterier, nya batterikoncept dyker alltid upp, men än så länge i praktiska tillämpningar finns det ingen typ av batteri som verkligen kan göra ett genombrott och förverkliga industrialiseringen. Ny batteriteknik kan uppmärksammas, men dessa så-nya teknologier är mer av ett hypekoncept, och branschen borde ägna mer uppmärksamhet åt om den nya tekniken har förutsättningar för industrialisering inom en snar framtid.
