新型锂离子电池更安全更坚固功能更强大

锂离子电池(LIBs)是自1850年代后期以来一直存在的铅酸电池的巨大技术进步。由于它们重量轻，能量密度高，不使用时电荷损失较慢，因此LIB已成为消费类电子产品的首选。具有钴阴极的锂离子电池的能量是镍基电池的两倍，是铅酸的四倍。尽管LIB仍然是一种优质的消费电池，但仍有一些缺点。目前的制造技术正在达到LIB的理论能量密度极限和过热导致热失控，即“用火焰排气”是一个严重的问题。

浦项大学化学系和先进材料科学系基础科学研究所(IBS)自组装与复杂中心的韩国研究人员创造了一种由多孔固体制成的新型LIB，大大提高了其性能。以及降低过热带来的风险。

自2002年以来，由于消费电子设备中使用的LIB的火灾或爆炸风险，仅在就有40多次召回。尽管它们在高温下的良好记录，但这些类型的电池在所有不同的锂 - 阳极组合中仍然是现代消费电子产品的重要组成部分。

韩国队在制造电池方面尝试了一种全新的方法。根据IBS的Kimoon Kim博士的说法，“我们已经研究了多孔CB [6]中燃料电池电解质的高和各向异性[方向依赖]质子传导行为。这种锂离子传导有可能在多孔CB之后[6]使用简单的浸泡方法比现有的固体锂电解质有机分子多孔材料更安全。“ 目前的LIB技术依赖于插入的锂，其功能良好，但是由于电子设备的要求越来越高且更强大，因此需要对新电解质进行研究。

新电池由南瓜形分子构成，称为葫芦[6] uril(CB [6])，它们以蜂窝状结构组织。这些分子具有令人难以置信的薄1D通道，仅平均7.5Å[单个锂离子为0.76Å，或0.76 x 10-10 m]贯穿它们。多孔CB [6]的物理结构使得锂离子能够比传统的LIB更自由地扩散，并且不存在其他电池中的分离器。

在测试中，多孔CB [6]固体电解质显示出令人印象深刻的锂离子传导性。为了将其与现有的电池电解质进行比较，该团队使用了锂转移数(tLi +)的测量值，其记录为0.7-0.8，而现有电解质为0.2-0.5。他们还将电池置于高达373 K(99.85°C)的极端温度，远高于80°C的典型温度窗口，以便退出LIB。在测试中，电池在298K和373K(24.85℃和99.85℃)之间的温度下循环持续4天，并且在每个循环后，结果显示没有热失控并且几乎没有电导率的变化。

各种常规液体电解质可以结合在多孔CB [6]骨架中并转化成更安全的固体锂电解质。另外，电解质的使用不限于仅在LIB中使用，而是锂空气电池可能是可行的。使这种新技术最令人兴奋的是它是一种制备固体锂电解质的新方法，该电解质以液体形式开始，但不需要合成后改性或化学处理。

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