曉查 郭一璞 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公衆號 QbitAI
Bong!
小則損傷財物,大則影響生命安全。
然而現在,情況有了轉機。
約翰霍普金斯大學應用物理實驗室科學家Konstantinos Gerasopoulo的團隊,創造了一種新的锂電池。
在保持性能的前提下,這種新電池不怕水泡、不怕火燒、不怕折疊或重擊,甚至能像紙片一樣隨意裁剪隨意折疊,即使短路也還能繼續使用。
要是它能普及,你可能就再也看不到“xx品牌手機爆炸”的新聞了。
這簡直是消費電子行業大救星,機場安檢人員的福報啊。
甚至,連一向嚴肅的媒體《連線》都用了“Invincible”無敵這個詞來評價它。
但這種新電池,短路之後,你把它短路的地方斷開,它不僅不會發生危險,甚至還能繼續充放電循環將近100小時。
而且,這種新電池也不怕外部破壞,用剪刀剪掉一塊,再放進鹽水裏,它不會被剪壞,還耐腐蝕,仍然可以供電。
這就再也不用擔心電池跌落或者遭到撞擊時著火了,有了這個特性,它將來或許能用在軍事設施上,成爲即使在槍林彈雨中可以運轉的設備。
甚至你簡單粗暴的直接放火燒也沒啥問題。
爲了防止锂電池起火,科學家們想出了各種方法,比如不可燃的水代替有機電解質,代價卻是損失電池的性能。
用水做電解質的锂電池電壓低、能量密度低,一般電壓不超過2V,能量密度不超過70Wh/kg。原因就在于電池的水實在太多了。所以如何降低這種電池中的水含量成了關鍵問題。
近年來,科學家們發現了一種在水中溶劑度極高的锂鹽,叫做“雙(三氟甲磺酰基)酰亞胺锂”(LiTFSI),可以將電池的穩定放電窗口提高到3.0V。
由于溶液中鹽的含量甚至超過了水,所以被叫做“鹽包水”電池(WiS或WiBS)。
來自約翰霍普金斯大學的科學家們發現,還可以進一步突破“鹽包水”電池的極限。他們把锂鹽溶液放在一種聚丙烯酸類的凝膠中。
用一種凝膠的物質巧妙地解決了這個問題。
聚丙烯酸是一種特別能“藏水”的聚合物,在生活中也很常見,我們玩的彩色吸水珠,主要成分就是它。
當然,電池裏的物質不是吸水珠,而是由聚丙烯酸酯爲前體,用紫外光照射使之聚合,生成的MPEGA和PEGDA交聯體。
將凝膠電池進一步處理後得到的濃縮凝膠鹽包水電池(C-W-GPE)的問題放電窗口已經達到了4.1V,和我們現在手機普遍使用的電池相當。
應用還待落地
當然,還沒到馬上應用的時候。
這種新型電池,還需要進一步的技術提升,因爲現在只能充放電循環100次,研究人員們准備調整一下電解質來解決這個問題。
有意思的是,就在2019年,锂電池的發明者Goodenough——“棒的很”老爺子,也獲得了2019年諾貝爾獎。






