中大工程學院利用護膚霜成分 研製不易燃水系鋰電池

| 何兆洋 | 14-05-2020 22:36 | |

鋰電池應用廣泛,但亦不時出燃燒爆炸的事故。由香港中文大學機械與自動化工程學系副教授盧怡君教授領導的研究團隊,利用一種護膚霜常用成分研發了一款水系鋰離子電池電解液。它的材料成本低且不易燃、毒性低,而且相對環保,成本更可降低 6 倍。

  • 中大團隊利用一種護膚霜常用成分研發了一款水系鋰離子電池電解液
  • 實驗表明該水系電解液接觸明火後不會燃燒,其安全性相對於商用電解液有了大幅提高
  • 效能與傳統鋰電池及水系電解液鋰電池接近

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科學界近年深入研究以水系電解液取代傳統有機電解液,因水的特質可解決易燃問題。不過,水系電解液會限制電池電壓,雖然加入高濃度鋰鹽解決問題,但鋰鹽成本高,而且內含的化學物對人體有毒性,更會破壞生態。

盧教授的研究團隊在先前對水系鋰離子電池的研究基礎上,利用生物界「分子擁擠」(molecular crowding)現象,希望以毒性低的材料作為水系電解液的穩定劑,以大幅減少電解液有毒鋰鹽/離子化合物的濃度。團隊利用聚乙二醇取代高濃度鋰鹽/離子化合物,在電解液擬造出「分子擁擠」現象,以抑制水分子活性。聚乙二醇是一種水溶性聚合物,易於摻入含水溶液中,它也是許多護膚霜和潤滑劑的原料,在牙膏、食品和飲料中亦會看見它的蹤影。

團隊研發出的鋰離子電池電解液,其穩定電壓視窗達到 3.2 伏特,能夠充放電 300 次,效能與傳統鋰電池及水系電解液鋰電池接近。實驗表明該水系電解液接觸明火後不會燃燒,其安全性相對於商用電解液有了大幅提高。

盧教授表示:「這款新型電解液更讓許多本來在傳統水系電解液中不能使用的電極材料發揮其作用。是次研究結果為設計擁有高電壓及高穩定性的水系電解液提供了一個全新的平台,有助於研發更安全、低成本、環保的儲電系統。」團隊的研究結果已刊登於國際期刊《自然材料》。

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Source:香港中文大學

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