科学家们开发出更安全 更耐用的锂离子电池 可在极端条件下运行

锂离子电池已成为消费电子，军事和航空航天系统的首选储能方法。但是，与锂离子电池中使用的有机电解质相关的潜在安全隐患仍然是一个持续关注的问题。

还记得几年前那些爆炸滑板的报道吗?这些自发电燃烧背后的罪魁祸首是低质量的锂离子电池，它含有高度易燃，有毒和对湿度敏感的电解质。

但约翰霍普金斯大学应用物理实验室的一组科学家与马里兰大学和陆军研究实验室的研究人员合作开发了一种新型柔性锂离子电池，该电池无危险，可在极端条件下运行，包括切割，淹没和弹道冲击。

在他们的论文“高能量和功率密度的柔性水性锂离子电池”中，科学家们在上个月在线发表的“ 先进材料 ”杂志上描述了他们的工作，该工作建立在一种新型的高浓度水基电解质上，称为“ “盐水”，可以解决传统锂离子电池的不稳定性问题。

该团队使用极少的包装在露天操作他们的柔性锂离子电池，只使用一些电子绝缘的耐热胶带将其保持在适当的位置。在他们的演示中，电池为显着的电机负载供电，没有任何安全问题。为了展示完全的安全潜力，该团队在电池运行期间进行了一系列测试，包括切割，将其浸入海水中，并在APL设施进行弹道测试。传统的锂离子电池无法实现这些测试。

令人印象深刻的是，这些滥用测试不仅没有造成灾难性的失败，而且电池仍保持其性能，即使在受损并完全暴露在空气和水中时也能继续为负载供电。

盐水电解质的非凡安全性源于这样的事实：水与高浓度的盐强烈结合，并且电解质略微疏水 - 意味着它排斥水。

该团队正在寻找机会来转变技术，使其可供军方使用。

“我们希望展示这项技术在实际应用中的真正含义，”APL高级研究科学家兼首席研究员Kostas Gerasopoulos表示。“特别是对于我们的军队，我们的[士兵]在任务期间暴露于极端条件和环境中，保持安全和性能的能力是前所未有的，”

目前这一代柔性电池具有相当大的潜力，但它们仍处于原型阶段。

“我们希望进一步增加[ 电解质 ] 的稳健性和电池的能量密度，”Gerasopoulos说。“这项工作虽然证明了我们可以制造安全的锂离子电池的概念，可以在机械滥用中存活下来。”