科学家开发实验性碱金属-氯电池其容量是锂离子电池的六倍

2021-08-30 11:54:28来源：cnBeta 关键词：锂离子电池碱金属电池阅读量：25427

导读：在普通的可充电电池中，电子在放电时从一边移动到另一边，然后在电池充电时恢复到原来的形式。然而，在这种情况下，氯化钠或氯化锂被转化为氯，而氯的反应性太强，无法以任何高的效率转化回氯。

　　据外媒New Atlas报道，斯坦福大学的科学家们在实验一种有几十年历史的一次性电池结构时，开发出了一种新版本的电池，它不仅可以充电，而且其容量是目前锂离子解决方案的六倍左右。这一突破取决于设备内挥发性氯气反应的稳定化，并且有朝一日可以为一次为智能手机供电一周的高性能电池提供基础。

　　这种新电池被描述为碱金属-氯电池，并基于20世纪70年代首次出现的名为锂亚硫酰氯的化学。这些电池因其高能量密度而受到高度重视，但依靠高活性的氯，使它们不适合于除单一用途之外的其他用途。

　　在普通的可充电电池中，电子在放电时从一边移动到另一边，然后在电池充电时恢复到原来的形式。然而，在这种情况下，氯化钠或氯化锂被转化为氯，而氯的反应性太强，无法以任何高的效率转化回氯。

　　这项新研究的作者很可能已经想出了一个解决这个问题的办法。该团队正在用氯化钠和氯气进行实验，试图改善这种电池的性能，但发现这种化学物质实际上已经稳定下来，这使电池具有一定程度的可充电性。随后的调查促使该团队开发了一种新的电极材料，该材料由多孔碳制成，像海绵一样，吸收了不稳定的氯分子并安全地储存起来，以便重新转化为钠。

　　“当电池充电时，氯分子被捕获并保护在碳纳米球的微小孔隙中，”研究人员说。“然后，当电池需要耗尽或放电时，我们可以对电池放电，并将氯转化为NaCl--并在许多循环中重复这一过程。我们目前可以循环200次，还有改进的余地。”

　　以一个维护良好的锂离子电池为例，它可以使用500-1000次。通过他们的实验，该团队还证明了原型电池的能量密度非常高。该团队已经实现了每克正极材料存储1200毫安时电量，大约是当今锂离子电池技术的六倍。

　　“一个可充电电池有点像一把摇椅。它向一个方向倾斜，但当你用力时又会摇回来，”研究作者说。“我们在这里拥有的是一把高摇晃的摇椅。”

　　研究小组想象这种电池可以用于助听器或遥控器，或者用于为那些只需要不定期充电的设备供电，如卫星或远程传感器，这些设备可以用太阳能充电。为了在智能手机和电动汽车中使用，科学家们将需要扩大电池的规模，并设计一个合适的结构，同时还需要增加它可以安全循环的次数。

　　该研究发表在《自然》杂志上。

　　(原标题：科学家开发实验性碱金属-氯电池其容量是锂离子电池的六倍)

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