東京大學工學研究科的研究小組通過與日本科學技術振興機構和國立自然科學研究院的聯合研究,發現了一種新的水基鋰離子導電液體“常溫熔融水合物”。材料科學..研究成果發表在《Nature Energy》電子版上。

 可以儲存電力並在需要時使用的蓄電池。除了目前被認為最好的鋰離子電池外,空氣電池和多價離子電池等下一代蓄電池的研究也在積極進行,目標是更高的能量密度(更小、更輕)重量)。另一方面,隨著物聯網時代的到來,家電、電動汽車等各種事物都可以通過互聯網進行控制,蓄電池的概念與其說是高能量密度,不如說是價格破壞、超強生產力、資源、環境、毒性、火災等風險規避方向出現轉變。

 在這種趨勢下,現有鋰離子電池電解液中使用的有機溶劑極其易燃且有毒。因此,近年來,人們對用不易燃、無毒且廉價的水代替有機溶劑的“水系鋰離子電池”進行了大量研究。但由於即使在低電壓下水也會被電解成氫氣和氧氣,因此性能比鋰離子電池差,尚未投入實用。

 該研究小組通過將水和兩種特定的鋰鹽以一定比例混合,發現通常為固體的二水合鋰鹽在室溫下以穩定的液體(水合物熔體)存在。雖然該水合物熔體使用水,通常在2V電壓下分解,但即使施加1.2V或更高的高電壓也不會分解。通過應用這種水合物熔體作為電解質,我們能夠實現超級3V級鋰離子電池的可逆運行,這在以前只能通過使用特殊有機溶劑的電解質才能實現,並取得了成功。

 用不易燃、無毒的水代替鋰離子電池的電解液,可以實現安全、廉價的高性能蓄電池裝置設計和生產工藝設計。因此,預計將加速發展安全性高、成本低的電動汽車和家用大型蓄電池。

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