热点:“两高”水性可充电电池问世比锂离子电池更安全、更便宜

来源：网络转载日期：2021-03-12阅读：

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锂离子电池以其高能量密度、高效率和低自放电率在便携式电子产品和电动车中占有主导地位，但采用易燃有机电解液引起的严重安全问题妨碍了其广泛应用。水性充电电池采用不燃性廉价的水溶液(即以水为溶剂的溶液)作为电解液，因此不仅比锂离子电池安全便宜，而且制造也容易。但是，由于受到水分解电压的限制，现在的水性充电电池的能量密度远远低于锂离子电池。

已知电解液是用于化学电池、电解电容器等的介质，向它们的正常事业供给离子，保证事业中发生的化学反应是可逆的。因此，提高水性充电电池的实用性，改良水溶液电解液，提高其电压稳定窗成为现在的研究焦点。

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11月19日，南京工业大学宣布，该校吴宇平、付丽君教授团队设计了碱性/中性混合水溶液电解液系统，开发了高压高能量密度水溶液混合电解液二次电池。相关研究发表在国际化学行业顶尖学术期刊《先进能源材料》上。

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“水性充电电池是指将水溶液用作电解液的充电电池。 ”付丽君说:“水溶液的理论分解电压是1.23伏，实际电池有过电位，所以分解电压可以达到1.5—2伏，但不容易超过2伏。电池的能量密度与电池的电压成正比。也就是说，电压越高，能量密度也越高。电解液的电压窗口决定电池能达到的最大电压。这是为了提高水性二次电池的电压，首先提高水溶液电解液的电压稳定窗口。把碱溶液和中性溶液组合成混合电解液，把电解液的电压稳定窗提高到3伏。 ”。

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“在水溶液电解液系统中，中性电解液的脱氢电位高于碱性电解液，脱氧电位低于酸性溶液，但其电压窗在3种溶液中最宽。另外，碱溶液和中性溶液的组合比较容易，而且这种组合会大大扩展电压稳定窗。》论文第一作者、南京工业大学袁新海博士如是说。

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在这项事业中，研究小组采用了阳离子交换膜作为隔膜。 “阳离子交换膜起到输送阳离子阻断阴离子的作用，可以保持电解液稳定的ph。另外，在该混合电解液系统中，阴阳离子与正负极电解液均稳定存在。因此，保证了该电解液系统的稳定性。」袁新海解释说，只要电解液稳定，就不能稳定电解液的电压窗，可以维持电池系统的可逆性和稳定性。

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