電池的熱安全問題阻礙了其大規模應用。不易燃電解質提高了安全性,但超過100℃時溶劑蒸發限制了耐熱性,缺乏可靠性。
在此,南洋理工大學Xiaodong Chen通過引入空氣中溶質電解質實現了耐火金屬空氣電池,該電解質的吸濕性溶質可以自發地重新吸收蒸發的水溶劑。
文章要點
1)使用空氣中的Zn/CaCl2/碳電池作為概念驗證,它們在631.8 ℃燃燒時失敗,但通過在室溫下從空氣中重新吸收水分而自我恢復。
2)與傳統的水系電解質的不可逆熱轉變由溶劑的沸點決定不同,空氣中溶質電解質使這種轉變由溶質更高的分解溫度決定。
3)研究發現,更強的分子內鍵而不是分子間(范德華)相互作用與空氣中溶質電解質的超高耐受溫度密切相關,從而激發了非范德華電解質的概念。
研究將增進對電解質熱性能的理解,指導空氣中溶質電解質的設計,并提高電池安全性。
參考文獻
Huarong Xia, et al, Hygroscopic Solutes Enable Non-van der Waals Electrolytes for Fire-Tolerant Dual-Air Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202318369
DOI: 10.1002/anie.202318369
https://doi.org/10.1002/anie.202318369