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美海軍科學家研制新型離子液體電池

發(fā)布時間:2011-05-25

新聞事件:

  • 美國海軍研究實驗室表明采用新的方法可用以開發(fā)新型、輕便的儲能裝置

事件影響:

  • 可能會產(chǎn)生新型可充電系統(tǒng),比如更換鎳氫電池甚至標準鉛酸蓄電池中的電解質(zhì)


美國海軍研究實驗室(NRL)材料科技部門的科學家提供了確鑿證據(jù),表明采用新的方法可用以開發(fā)新型、輕便的儲能裝置。科學家擯棄了兩個世紀以來的腐蝕性有害水性蓄電池單元,轉(zhuǎn)而使用非揮發(fā)性、熱穩(wěn)定的離子液體,期望制成多種新型電池。不依賴于高度酸性的電解質(zhì),離子液體被用來制成一種固體聚合物電解質(zhì),其中包含離子液體和聚乙烯醇,從而開發(fā)出新型固態(tài)電池,放電電壓范圍高達1.8伏。

從左至右依次為:(A)鋅陽極(直徑1厘米),(B)EMIHSO4-聚乙烯醇隔膜(置于一個注射器針頭上,顯示厚度和透明度),(C)二氧化鉛-碳陰極。

離子液體是室溫的熔鹽,它幾乎沒有蒸氣壓,具有非可燃性和缺乏反應活性,正是它的這種高度熱和電化學穩(wěn)定性,推動人們越來越多地關(guān)注離子液體在各種電化學加工方面的應用。

采用腐蝕性電解質(zhì)所帶來的局限性往往導致了對標準電池幾何形狀的嚴格限制,并且需要使用特殊耐腐蝕電池容器。采用活性離子液體,在非水溶液中可取代更有害的高堿性電解質(zhì)。

電化學實驗表明,這些活性離子液體不僅能在固態(tài)和液態(tài)電池中作為電解液/隔膜,而且也可以作為活性成分,用于電池單元的電化學構(gòu)成。用非水性方法制備一次電源和二次電源,電池的設(shè)計就要采用標準的陰極和陽極材料。作為這項工作的主要重點,這種離子液體是1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氫(EMIHSO4:1-ethyl-3-methylimidazolium hydrogen sulphate);不過,研究人員發(fā)現(xiàn)其他的離子液體,如那些基于硝酸鹽和磷酸二氫陰離子也很適合這類電池的設(shè)計。

這些電解質(zhì)的使用,說明可能會產(chǎn)生新型可充電系統(tǒng),比如更換鎳氫電池甚至標準鉛酸蓄電池中的電解質(zhì)。實驗工作目前正在開發(fā)這樣一種可充電的離子液體電源。
 

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