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新的固態電池材料來自於樹木 降低了起火風險

新的固態電池材料來自於樹木 降低了起火風險

2021-10-25 Comments 0 Comment

我們在地球上擁有的最豐富的可再生資源之一是樹木。 全世界的林場都在種植各種類型的樹木,用於製造建築材料、紙張和一系列其他物品。 布朗大學的研究人員正在努力創造電池,可用於電動汽車和其他比今天的鋰離子電池更有效和更安全的產品。 今天的鋰離子電池的問題是,它們在損壞時可能過熱並起火。

Low-Res_Battery.jpg.png

該研究小組發表了一篇論文,展示了由銅和纖維素納米纖維組合而成的固體離子導體。 後者的成分是來源於木材的聚合物管。 研究人員說,他們創造的材料像紙一樣薄,提供的離子傳導性比以前發現的其他聚合物離子導體好10到100倍。

這一突破可用於創建固體電池電解質,或作為離子傳導粘合劑用於未來全固態電池的陰極。 當研究小組將銅與纖維素納米纖維相結合時,他們發現通常是非絕緣的纖維素納米纖維在聚合物鏈內提供了更快的鋰離子傳輸。 這種材料代表了固體聚合物傳導的所有電極中創紀錄的高離子連接。

現代鋰離子電池依賴於液體電解質,在使用並老化過程中會形成被稱為枝晶的小型鋰金屬絲。 枝晶帶來的問題是,由於液體電解質中普遍使用的易燃化學品,它們可能因此導致短路和火災。 改用固體電解質就不存在樹枝狀物滲透的問題,而且可以用不易燃的材料建造電池。

通常情況下,固體電解質的形式是陶瓷材料,容易因製造和使用中的應力而開裂和斷裂。 然而,研究中所揭示的新材料儘管具有與各種陶瓷相似的導電性,但卻很薄且有彈性,類似於一張紙。

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