聚乙二醇能改善鋰離子電池的穩(wěn)定性

近日，香港中文大學(xué)的研究人員們將護膚霜中常見的水溶性聚合物用于鋰離子電池的液態(tài)電解質(zhì)。沒想到在改善電池穩(wěn)定性的同時，還降低了制造成本和毒性。盡管鋰離子電池已經(jīng)在移動設(shè)備和電動汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，但常規(guī)液態(tài)電解質(zhì)仍容易在高溫環(huán)境下起火或膨脹，比如 2016 年的三星 Galaxy Note 7 電池失效事件。

為了提升鋰離子電池的安全性，研究人員已經(jīng)付出了很多的努力，包括內(nèi)置阻燃劑的設(shè)計，以便電解質(zhì)能夠具有更好的抗沖擊破壞的能力。

另一種思路是采用不會起火的水基電解質(zhì)，以避免由于水的穩(wěn)定性問題導(dǎo)致電壓和能量密度偏低。

近日，由香港中文大學(xué)工程系 Yi-Chun Li 教授帶領(lǐng)的研究團隊，就通過使用廉價、安全、環(huán)保的水溶性高分子聚合物，推動了此類電池的發(fā)展方向。

有趣的是，這種成分可在護膚霜、牙膏、藥品、甚至食品飲料中找到，它就是聚乙二醇。報道稱，作為一種新型水基電解質(zhì)穩(wěn)定劑，其能夠?qū)⒎€(wěn)定性窗口擴大至 3.2V 。

作為對比，盡管其它水性電池設(shè)計可以使電壓升高，但通常需要使用高濃度且有毒的鹽來穩(wěn)定水分子。

新設(shè)計中使用的水、聚乙二醇和低濃度的鋰鹽組合，意味著鋰離子電池的制造成本和毒性都保持相對較低的水平。更棒的是，新型電池可在 300 個充放電周期后依然保持穩(wěn)定。

研究團隊在新聞稿中稱：“這項發(fā)現(xiàn)為設(shè)計具有大電壓窗口和高穩(wěn)定性的液態(tài)電解質(zhì)提供了一個新的平臺，從而更加安全、環(huán)保、廉價地存儲能量”。