手機(jī)電池續(xù)航、安全一直是困擾業(yè)界的難題,去年手機(jī)爆炸事件也讓人們意識(shí)到鋰離子電池只是一種妥協(xié)方案,并不是未來(lái)智能手機(jī)的理想供電材料。許多項(xiàng)目試圖解決這些問(wèn)題,但由于科學(xué)研究的長(zhǎng)期性和昂貴成本,一直未找到更好的鋰電池替換方案。
日前,美國(guó)哈佛大學(xué)材料和能源科技教授邁克爾-阿茲(Michael Aziz)以及化學(xué)和材料科學(xué)教授羅伊-戈登(Roy Gordon)所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),已經(jīng)成功研發(fā)出一種新型“流動(dòng)電池”,這種電池是基于一種中性PH水溶液中的有機(jī)分子進(jìn)行發(fā)電。他們認(rèn)為,這種新型電池結(jié)構(gòu)不僅可用于智能手機(jī)領(lǐng)域,還可被用于包括可再生能源在內(nèi)的新型能源應(yīng)用領(lǐng)域。這一電池原理相較現(xiàn)有電池產(chǎn)品安全許多,且預(yù)計(jì)使用壽命達(dá)到10年左右。
現(xiàn)有液流電池的蓄電系統(tǒng)一般包含正負(fù)極2個(gè)儲(chǔ)液罐,內(nèi)裝2種不同電解液,其間連接部分是發(fā)電區(qū),用一個(gè)隔膜隔開。兩種電解液間隔著薄膜產(chǎn)生離子交換來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存與釋放。但現(xiàn)有的液流電池在多次充放電循環(huán)后存儲(chǔ)能力會(huì)下降,需要定期維護(hù)電解液。所以降低成本對(duì)電力存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
而新型液流電池中的隔膜兩側(cè)實(shí)際上都只是鹽水,因此它的材質(zhì)可采用廉價(jià)的碳?xì)浠衔?,其竅門是通過(guò)改造電解質(zhì)、二茂鐵和紫羅堿中的分子結(jié)構(gòu),讓其更穩(wěn)定,具有水溶性,并且抗退化。當(dāng)這些物質(zhì)在中性的水中溶解時(shí),合成溶液經(jīng)過(guò)1000次充電才會(huì)損失1%的容量。
阿茲表示:“普通的鋰離子電池可能根本達(dá)不到1000次的充放電壽命,但這種基于中性pH水溶液中的有機(jī)分子電池卻完全可以勝任。從而大大降低電池使用成本?!?BR>
就目前智能手機(jī)、筆記本電腦普遍使用的鋰離子電池而言,這類電池除續(xù)航時(shí)間有限、安全性較低外,還面臨著嚴(yán)重的容量退化過(guò)快問(wèn)題。比如,在經(jīng)過(guò)上千次的充、放電后,鋰離子電池的能源存儲(chǔ)容量會(huì)逐漸減少,這也大大限制了設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。如果使用新型電池設(shè)計(jì)方案,電池壽命可以長(zhǎng)達(dá)40年左右。
不過(guò),此新型電池目前還在研發(fā)階段,具體何時(shí)能夠投入商用尚不明確。