科學(xué)家研發(fā)自修復(fù)鉀電池:與鋰電池相比更便宜、使用壽命更長
據(jù)外媒New Atlas報道,鋰價格昂貴,在環(huán)境方面存在重大問題,并且可能存在起火隱患。然而這是目前人們用于電動汽車和設(shè)備電池存儲的最佳解決方案,但其他替代方案也開始逐漸出現(xiàn),而實際上頗具希望的替代方案可能是鉀電池。 鉀既便宜又豐富,往往易于使用,這意味著制造成本和材料成本都較低。使用全鉀金屬陽極,可以制造出與鋰所提供的能量密度相匹配的電池。 到目前為止,鋰電池中也存在一個問題:枝晶生長。隨著時間的流逝,隨著電池一次又一次地充電和放電,少量金屬(醚鋰或鉀)開始將自身附著到陽極上。這不是均勻發(fā)生的。逐漸形成了少量的枝晶(一種樹狀晶體),最終它們長到足以刺穿將陽極與陰極隔開的絕緣膜,并使電池短路。這會導(dǎo)致熱量積聚并偶爾起火,并有效縮短電池的使用壽命。 現(xiàn)在,來自紐約州仁斯利爾理工大學(xué)的一組科學(xué)家表示,他們已經(jīng)開發(fā)出一種自愈技術(shù),可以在您為電池充電一整夜后從陽極上清除掉這些樹狀晶體,從而防止它們過長而導(dǎo)致問題。他們認(rèn)為,現(xiàn)在有可能將廉價,使用壽命長的鉀金屬電池投入大眾市場。 該技術(shù)聽起來很奇怪,因為它本質(zhì)上是高速率的充電和放電。研究人員表示,通過在受控環(huán)境下進行操作,他們可以精確控制電池中的熱量,將熱量提高到鉀不熔化的程度,但它會激活表面擴散,從而使金屬向側(cè)面偏移。相同的研究團隊在2018年證明了對鋰電池中的樹狀晶體具有類似的自愈能力,但需要更高的溫度。 “采用這種方法的想法是,在夜間或每當(dāng)您不使用電池時,您將擁有一個電池管理系統(tǒng),該系統(tǒng)將利用這種局部熱量,從而導(dǎo)致樹狀晶體自愈!毖芯恐饕髡、仁斯利爾理工大學(xué)的機械、航空航天和核工程專業(yè)教授Nikhil Koratkar表示:“我希望看到一種模式向金屬電池轉(zhuǎn)移。金屬電池是制造電池的最有效方法;但是,由于這種枝晶問題,它們并不可行。有了鉀,我將對此抱有更大的希望! |