物理科技生物学-PHYICA

使用乙二醇解决使用锌代替锂离子的电池的问题

技术工程 2022-03-30 21:55:01

Using ethylene glycol to overcome issues with making batteries using zinc instead of lithium-ion图1:Zn(BF4)2/EG电解质的性质。中国几个机构的一个研究小组发现了一种使用z inc代替锂离子制造电池的方法,但没有传统上与锌相关的问题。在他们发表在《自然可持续性》杂志上的论文中,该小组描述了这种电池及其性能。卡塔赫纳理工大学的弗洛伦西奥·桑多斯和安东尼奥·费尔南德斯·罗梅罗在同一期杂志上发表了一篇新闻与观点文章,概述了使用锌制造电池的一般问题以及该团队在中国所做的工作。桑托斯和费尔南德斯·罗梅罗指出,尽管锂离子电池在生产、使用和处理过程中存在危险,但它们在便携式设备和电动汽车中仍占主导地位。出于这个原因,科学家们一直在寻找合适的替代品。锌就是这样一种候选材料——它毒性更小,使用成本更低,而且更容易回收。它也很容易买到。不幸的是,它在电池中的应用受到其在电极上形成枝晶的趋势的限制,这可能导致短路甚至着火。在这项新的努力中,研究人员指出,当锌与电解质中的水接触时,就会出现问题。他们还指出,其他人已经尝试使用无水电解质,但它们往往会增加生产成本,并且它们也不是良好的离子导体,在某些情况下,是极其危险的。在他们的新方法中,研究人员尝试使用四氟硼酸锌水合物作为盐,乙二醇作为电解质。这导致在电极上形成ZnF 2层,除了防止枝晶的形成之外,还抑制了副反应。

他们使用的电解质在很宽的温度范围内工作良好,并且不易燃。他们还通过测试发现,它可以承受4000小时的循环。他们的方法显示了作为锂离子电池可行替代品的前景,尽管他们承认需要提高电流密度和容量,使这种电池与当前标准相竞争。

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