水盐电池研究新突破：可带来更加绿色安全的电能存储

 

  

马里兰大学和美国陆军研究实验室的科学家们，已经用高浓度水盐打造出了安全绿色的电池，并且可在大规模电网存储、宇宙飞船、以及心脏起搏器等领域发挥重要的作用。当前许多电池都采用了在阴极附近分解电解质来供能的设计，并且形成了一个所谓的“固体电解质界面层”（SEI Layer）——尽管绝缘，但仍允许离子通过。

SEI允许电池运行于更高的电压，且自放电更慢。它是如此的重要，以至于商用锂离子电池都包含了这一结构，即使这让它不得不采用一种能（在罕见情况下）快速过热的易燃电解质。

不过，我们还可以采用更安全的替代品——比如水性电解液——然而此前，没有人相信可以做到在这样的媒介中形成固体电解质界面层（简称SEI）。

现在，王春生（Chunsheng Wang）、徐康（Kang Xu,音译）及其团队，已经首次成功地在一个水性电池中创建出了SEI，这项研究为更安全和绿色的电池而铺平了道路。

 

 

科学家们从海水电池中获得了灵感，然后使用了精心挑选的锂盐将这个概念发挥到极致，最终打造出了一个盐水比例6:1的水性电解液。

这种高浓度的盐（接近饱和水平），意味着可以形成一个固体电解质界面层，而最大电压可以从1.23V提升至3V。

测试中，该团队的原型电池已实现了2.4V的电压，整个电池的能量密度约为100瓦时/千克，并且能够在超过1000次的充放电周期中保持稳定的性能。

此前，水性电池在电压和能量密度面前，只有高循环和稳定这两个优势。本次研究的详情，已经发表在近日出版的《科学》（Science）期刊上。

当然，后续仍有许多研究要继续，比如采用不可燃的电解液以减少制造成本、以及提升电池的再循环能力。其潜在应用包括廉价安全的电网存储、或者为密闭空间提供更安全的能源（比如飞机、太空船和潜水艇）。

来源：cnBeta.COM