六氟磷酸鋰將被取代？研究發(fā)現(xiàn)新型鋰鹽2021-08-19 08:35
澳大利亞莫納什大學(xué)的研究人員發(fā)表了一項新的研究，用一種新型鋰鹽測試高壓鋰電池（如電動汽車和電網(wǎng)規(guī)模的儲能系統(tǒng)中使用的電池），結(jié)果顯示，其危險性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前的傳統(tǒng)材料。
近期，由于維多利亞州大電池火災(zāi)，鋰離子電池的潛在安全問題引發(fā)了公眾的關(guān)注。莫納什大學(xué)化學(xué)學(xué)院和澳大利亞Calix公司的研究人員一直致力于無毒無火災(zāi)隱患的替代解決方案。
雖然鋰離子電池與內(nèi)燃機(jī)相比，其火災(zāi)危險相對罕見，但仍然是個緊迫的問題。
莫納什大學(xué)的Doug MacFarlane教授和Mega Kar博士一直在與Calix有限公司合作開發(fā)用于儲能解決方案和電動汽車的高功率電池的電解液。而在最近發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》的研究中，化學(xué)家們提出了可以用于下一代高壓鋰電池電解液的硼酸鋰酯鹽，也就是說，一種新型的鋰鹽可以替代更危險的六氟磷酸鹽。
MacFarlane表示：“目前在鋰離子電池中使用的鋰鹽是六氟磷酸鋰，它不僅有毒性，而且存在火災(zāi)安全隱患。在較小的便攜式設(shè)備中，這種風(fēng)險可以得到部分緩解。然而，在大型電池組中，如電動汽車和戶外電網(wǎng)規(guī)模的儲能系統(tǒng)，潛在的危險就會大大加劇。”
該研究的主要作者，莫納什大學(xué)化學(xué)學(xué)院的Binayak Roy博士說：“我們的目的是開發(fā)安全的氟硼酸鹽，即使暴露在空氣中也不會受到影響。新的氟硼酸鹽的主要挑戰(zhàn)是以電池級的純度合成它，我們已經(jīng)通過重結(jié)晶工藝實現(xiàn)了這一點。”
研究人員將這些新型鹽放入帶有鋰錳氧化物陰極的鋰離子電池中，能使電池循環(huán)次數(shù)超過1000次。當(dāng)新的電解液與一種新型陰極材料相結(jié)合時，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的鹽，而且在高電壓的鋁電流收集器上也非常穩(wěn)定，這是下一代電池所必需的。
Calix公司希望這項研究能夠幫助其實現(xiàn)大規(guī)模制造澳大利亞鋰離子電池的目標(biāo)。Calix公司研發(fā)部總經(jīng)理Matt Boot－Handford表示：“莫納什團(tuán)隊的新電解液系統(tǒng)與Calix公司的鋰錳氧化物電極材料結(jié)合，顯示出了卓越的電化學(xué)性能和穩(wěn)定性，這是一個重要的里程碑。”
莫納什的Kar博士表示：“在不久的將來，我們希望把這些新的陰離子變成熱穩(wěn)定的、不易燃的液體鹽，使其有利于電池在高溫下工作。在目前的氣候條件下，設(shè)計這種具有安全性和穩(wěn)定性的電池技術(shù)對于澳大利亞實現(xiàn)可持續(xù)電網(wǎng)規(guī)模的能源解決方案是非常重要的。”
近期，由于維多利亞州大電池火災(zāi)，鋰離子電池的潛在安全問題引發(fā)了公眾的關(guān)注。莫納什大學(xué)化學(xué)學(xué)院和澳大利亞Calix公司的研究人員一直致力于無毒無火災(zāi)隱患的替代解決方案。
雖然鋰離子電池與內(nèi)燃機(jī)相比，其火災(zāi)危險相對罕見，但仍然是個緊迫的問題。
莫納什大學(xué)的Doug MacFarlane教授和Mega Kar博士一直在與Calix有限公司合作開發(fā)用于儲能解決方案和電動汽車的高功率電池的電解液。而在最近發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》的研究中，化學(xué)家們提出了可以用于下一代高壓鋰電池電解液的硼酸鋰酯鹽，也就是說，一種新型的鋰鹽可以替代更危險的六氟磷酸鹽。
MacFarlane表示：“目前在鋰離子電池中使用的鋰鹽是六氟磷酸鋰，它不僅有毒性，而且存在火災(zāi)安全隱患。在較小的便攜式設(shè)備中，這種風(fēng)險可以得到部分緩解。然而，在大型電池組中，如電動汽車和戶外電網(wǎng)規(guī)模的儲能系統(tǒng)，潛在的危險就會大大加劇。”
該研究的主要作者，莫納什大學(xué)化學(xué)學(xué)院的Binayak Roy博士說：“我們的目的是開發(fā)安全的氟硼酸鹽，即使暴露在空氣中也不會受到影響。新的氟硼酸鹽的主要挑戰(zhàn)是以電池級的純度合成它，我們已經(jīng)通過重結(jié)晶工藝實現(xiàn)了這一點。”
研究人員將這些新型鹽放入帶有鋰錳氧化物陰極的鋰離子電池中，能使電池循環(huán)次數(shù)超過1000次。當(dāng)新的電解液與一種新型陰極材料相結(jié)合時，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的鹽，而且在高電壓的鋁電流收集器上也非常穩(wěn)定，這是下一代電池所必需的。
Calix公司希望這項研究能夠幫助其實現(xiàn)大規(guī)模制造澳大利亞鋰離子電池的目標(biāo)。Calix公司研發(fā)部總經(jīng)理Matt Boot－Handford表示：“莫納什團(tuán)隊的新電解液系統(tǒng)與Calix公司的鋰錳氧化物電極材料結(jié)合，顯示出了卓越的電化學(xué)性能和穩(wěn)定性，這是一個重要的里程碑。”
莫納什的Kar博士表示：“在不久的將來，我們希望把這些新的陰離子變成熱穩(wěn)定的、不易燃的液體鹽，使其有利于電池在高溫下工作。在目前的氣候條件下，設(shè)計這種具有安全性和穩(wěn)定性的電池技術(shù)對于澳大利亞實現(xiàn)可持續(xù)電網(wǎng)規(guī)模的能源解決方案是非常重要的。”
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