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美国中佛罗里达大学发现一种共价有机框架(COF)固体材料压制成型后具有快速锂离子传导性,有望取代电解液制备更安全的电池

2016-09-28 470浏览 标签: 电池美国UOF


动态背景


    锂离子电池是一种广泛使用的电池材料,大部分电子设备自带的充电电池都是锂离子电池。但是这种电池却不得不做的略显“笨重”,因为这种电池中必须要用电解液以便将锂离子从电池的一端传递到另一端,通过这一过程实现充电或者放电。而且该反应会生热,这可能导致手机爆炸、悬浮滑板起火等事故发生。据美国中佛罗里达大学近日讯,该校的研究人员开发的一种无毒固态材料具有极好的锂离子传导性,有可能取代现有的可燃性电解液,提升锂离子电池安全性。


研究内容


     当研究人员将共价有机框架COF-5(这是一种纳米海绵状不易燃人造材料)压成小指指甲大小的球状,然后对其进行X射线衍射(XRD)研究,结果意外的发现这种材料的内部晶体结构形成了一种很奇怪的XRD图样。经过进一步研究,他们发现这种材料中形成了一种很容易让锂离子流过的晶体结构,就像电解液的作用一样。电解液是多数电池中必须的,但电解液自身有上文所述的种种弊端,这种材料有可能能够替代它而得到全新的锂离子电池。

     当然,研究人员还需要对该材料进行进一步的测试验证以及性能改进,但是该项研究的成果已经展现出了很大的应用前景。如果能够真的取代电解液,就将会引起电池界的革命,更安全,体积更小,包装要求更低的锂离子电池将会出现。


动态意义


     这项研究虽然看似过程并不困难,其突破的取得还有一定的偶然性,但是其对于电池界的影响很大。更小,更阻燃,更无毒的材料将有望带来更袖珍更安全的电子设备,并且有可能会引发通信设备,计算机甚至能源存储设备的广泛创新。近日韩国某款手机的事故频发,更是提醒人们关注电子产品的安全性,也就更加凸显了该项研究的意义。


图1 研究方法图解。对各向同性COF粉末施加压力,使之成为具有高度取向性的圆形COF,这种材料具有高度的锂离子传导性,可作为固态电解质

    动态链接:UCF Team Tricks Solid Into Acting as Liquid

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