廉价有机材料使水系电池更长寿

科技日报北京6月22日电 （记者姜靖）长期以来，安全性和循环寿命对于锂离子电池而言，就像鱼和熊掌很难兼得。《自然·材料》杂志网站近日发文称，科学家利用廉价的有机材料制备出新型水系锂离子电池，很好地解决了这一难题。

论文通讯作者、美国休斯顿大学德州超导中心教授姚彦22日接受科技日报记者采访时表示，当前锂离子电池采用可燃性有机电解液，存在很大的安全隐患，前不久三星Galaxy Note 7手机爆炸再次为业界敲响了警钟。相比之下，铅酸电池和镍氢电池等水系电池使用水作为电解液，具有低成本、安全、不会燃烧等优点，但缺点也显而易见——循环寿命短，只有300次左右，无法满足电动汽车和储能等5000次以上循环寿命的要求。

针对这一问题，姚彦他们利用廉价的有机材料取代现有水系电池的负极，在几乎很少改变现有电池生产设备的情况下，使水系电池突破了寿命的瓶颈。“从某种意义上说，这对水系电池各类产品的升级改造具有重要意义。”姚彦说。

姚彦强调，他们使用的有机材料远低于通常的电极材料价格，且不含有害重金属元素，对环境没有污染。此外，该材料还具有比容量高、寿命长等优点，用该材料制成的新型水系锂离子电池寿命是传统铅酸电池的10倍，充电时间也仅需20分钟，可替代铅酸电池用于汽车启停电池、风光电储能、低速电动车等新能源领域。

此外，新型水系锂离子电池还可以简化生产工艺，无需干燥间，大大降低了生产成本。

姚彦透露，正在研发的第二代水系锂离子电池具有更高的能量密度和更低的成本。目前该团队已经申请了多个国际专利，希望加快从技术向产品的转化进程。